contrib/llvm/lib/Target/AMDGPU/SIInstrInfo.cpp

   1 //===-- SIInstrInfo.cpp - SI Instruction Information  ---------------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 /// \file
  11 /// \brief SI Implementation of TargetInstrInfo.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #include "SIInstrInfo.h"
  16 #include "AMDGPUTargetMachine.h"
  17 #include "GCNHazardRecognizer.h"
  18 #include "SIDefines.h"
  19 #include "SIMachineFunctionInfo.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/ScheduleDAG.h"
  24 #include "llvm/IR/Function.h"
  25 #include "llvm/CodeGen/RegisterScavenging.h"
  26 #include "llvm/MC/MCInstrDesc.h"
  27 #include "llvm/Support/Debug.h"
  28
  29 using namespace llvm;
  30
  31 SIInstrInfo::SIInstrInfo(const SISubtarget &ST)
  32   : AMDGPUInstrInfo(ST), RI(), ST(ST) {}
  33
  34 //===----------------------------------------------------------------------===//
  35 // TargetInstrInfo callbacks
  36 //===----------------------------------------------------------------------===//
  37
  38 static unsigned getNumOperandsNoGlue(SDNode *Node) {
  39   unsigned N = Node->getNumOperands();
  40   while (N && Node->getOperand(N - 1).getValueType() == MVT::Glue)
  41     --N;
  42   return N;
  43 }
  44
  45 static SDValue findChainOperand(SDNode *Load) {
  46   SDValue LastOp = Load->getOperand(getNumOperandsNoGlue(Load) - 1);
  47   assert(LastOp.getValueType() == MVT::Other && "Chain missing from load node");
  48   return LastOp;
  49 }
  50
  51 /// \brief Returns true if both nodes have the same value for the given
  52 ///        operand \p Op, or if both nodes do not have this operand.
  53 static bool nodesHaveSameOperandValue(SDNode *N0, SDNode* N1, unsigned OpName) {
  54   unsigned Opc0 = N0->getMachineOpcode();
  55   unsigned Opc1 = N1->getMachineOpcode();
  56
  57   int Op0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc0, OpName);
  58   int Op1Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc1, OpName);
  59
  60   if (Op0Idx == -1 && Op1Idx == -1)
  61     return true;
  62
  63
  64   if ((Op0Idx == -1 && Op1Idx != -1) ||
  65       (Op1Idx == -1 && Op0Idx != -1))
  66     return false;
  67
  68   // getNamedOperandIdx returns the index for the MachineInstr's operands,
  69   // which includes the result as the first operand. We are indexing into the
  70   // MachineSDNode's operands, so we need to skip the result operand to get
  71   // the real index.
  72   --Op0Idx;
  73   --Op1Idx;
  74
  75   return N0->getOperand(Op0Idx) == N1->getOperand(Op1Idx);
  76 }
  77
  78 bool SIInstrInfo::isReallyTriviallyReMaterializable(const MachineInstr &MI,
  79                                                     AliasAnalysis *AA) const {
  80   // TODO: The generic check fails for VALU instructions that should be
  81   // rematerializable due to implicit reads of exec. We really want all of the
  82   // generic logic for this except for this.
  83   switch (MI.getOpcode()) {
  84   case AMDGPU::V_MOV_B32_e32:
  85   case AMDGPU::V_MOV_B32_e64:
  86   case AMDGPU::V_MOV_B64_PSEUDO:
  87     return true;
  88   default:
  89     return false;
  90   }
  91 }
  92
  93 bool SIInstrInfo::areLoadsFromSameBasePtr(SDNode *Load0, SDNode *Load1,
  94                                           int64_t &Offset0,
  95                                           int64_t &Offset1) const {
  96   if (!Load0->isMachineOpcode() || !Load1->isMachineOpcode())
  97     return false;
  98
  99   unsigned Opc0 = Load0->getMachineOpcode();
 100   unsigned Opc1 = Load1->getMachineOpcode();
 101
 102   // Make sure both are actually loads.
 103   if (!get(Opc0).mayLoad() || !get(Opc1).mayLoad())
 104     return false;
 105
 106   if (isDS(Opc0) && isDS(Opc1)) {
 107
 108     // FIXME: Handle this case:
 109     if (getNumOperandsNoGlue(Load0) != getNumOperandsNoGlue(Load1))
 110       return false;
 111
 112     // Check base reg.
 113     if (Load0->getOperand(1) != Load1->getOperand(1))
 114       return false;
 115
 116     // Check chain.
 117     if (findChainOperand(Load0) != findChainOperand(Load1))
 118       return false;
 119
 120     // Skip read2 / write2 variants for simplicity.
 121     // TODO: We should report true if the used offsets are adjacent (excluded
 122     // st64 versions).
 123     if (AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc0, AMDGPU::OpName::data1) != -1 ||
 124         AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc1, AMDGPU::OpName::data1) != -1)
 125       return false;
 126
 127     Offset0 = cast<ConstantSDNode>(Load0->getOperand(2))->getZExtValue();
 128     Offset1 = cast<ConstantSDNode>(Load1->getOperand(2))->getZExtValue();
 129     return true;
 130   }
 131
 132   if (isSMRD(Opc0) && isSMRD(Opc1)) {
 133     assert(getNumOperandsNoGlue(Load0) == getNumOperandsNoGlue(Load1));
 134
 135     // Check base reg.
 136     if (Load0->getOperand(0) != Load1->getOperand(0))
 137       return false;
 138
 139     const ConstantSDNode *Load0Offset =
 140         dyn_cast<ConstantSDNode>(Load0->getOperand(1));
 141     const ConstantSDNode *Load1Offset =
 142         dyn_cast<ConstantSDNode>(Load1->getOperand(1));
 143
 144     if (!Load0Offset || !Load1Offset)
 145       return false;
 146
 147     // Check chain.
 148     if (findChainOperand(Load0) != findChainOperand(Load1))
 149       return false;
 150
 151     Offset0 = Load0Offset->getZExtValue();
 152     Offset1 = Load1Offset->getZExtValue();
 153     return true;
 154   }
 155
 156   // MUBUF and MTBUF can access the same addresses.
 157   if ((isMUBUF(Opc0) || isMTBUF(Opc0)) && (isMUBUF(Opc1) || isMTBUF(Opc1))) {
 158
 159     // MUBUF and MTBUF have vaddr at different indices.
 160     if (!nodesHaveSameOperandValue(Load0, Load1, AMDGPU::OpName::soffset) ||
 161         findChainOperand(Load0) != findChainOperand(Load1) ||
 162         !nodesHaveSameOperandValue(Load0, Load1, AMDGPU::OpName::vaddr) ||
 163         !nodesHaveSameOperandValue(Load0, Load1, AMDGPU::OpName::srsrc))
 164       return false;
 165
 166     int OffIdx0 = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc0, AMDGPU::OpName::offset);
 167     int OffIdx1 = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc1, AMDGPU::OpName::offset);
 168
 169     if (OffIdx0 == -1 || OffIdx1 == -1)
 170       return false;
 171
 172     // getNamedOperandIdx returns the index for MachineInstrs.  Since they
 173     // inlcude the output in the operand list, but SDNodes don't, we need to
 174     // subtract the index by one.
 175     --OffIdx0;
 176     --OffIdx1;
 177
 178     SDValue Off0 = Load0->getOperand(OffIdx0);
 179     SDValue Off1 = Load1->getOperand(OffIdx1);
 180
 181     // The offset might be a FrameIndexSDNode.
 182     if (!isa<ConstantSDNode>(Off0) || !isa<ConstantSDNode>(Off1))
 183       return false;
 184
 185     Offset0 = cast<ConstantSDNode>(Off0)->getZExtValue();
 186     Offset1 = cast<ConstantSDNode>(Off1)->getZExtValue();
 187     return true;
 188   }
 189
 190   return false;
 191 }
 192
 193 static bool isStride64(unsigned Opc) {
 194   switch (Opc) {
 195   case AMDGPU::DS_READ2ST64_B32:
 196   case AMDGPU::DS_READ2ST64_B64:
 197   case AMDGPU::DS_WRITE2ST64_B32:
 198   case AMDGPU::DS_WRITE2ST64_B64:
 199     return true;
 200   default:
 201     return false;
 202   }
 203 }
 204
 205 bool SIInstrInfo::getMemOpBaseRegImmOfs(MachineInstr &LdSt, unsigned &BaseReg,
 206                                         int64_t &Offset,
 207                                         const TargetRegisterInfo *TRI) const {
 208   unsigned Opc = LdSt.getOpcode();
 209
 210   if (isDS(LdSt)) {
 211     const MachineOperand *OffsetImm =
 212         getNamedOperand(LdSt, AMDGPU::OpName::offset);
 213     if (OffsetImm) {
 214       // Normal, single offset LDS instruction.
 215       const MachineOperand *AddrReg =
 216           getNamedOperand(LdSt, AMDGPU::OpName::addr);
 217
 218       BaseReg = AddrReg->getReg();
 219       Offset = OffsetImm->getImm();
 220       return true;
 221     }
 222
 223     // The 2 offset instructions use offset0 and offset1 instead. We can treat
 224     // these as a load with a single offset if the 2 offsets are consecutive. We
 225     // will use this for some partially aligned loads.
 226     const MachineOperand *Offset0Imm =
 227         getNamedOperand(LdSt, AMDGPU::OpName::offset0);
 228     const MachineOperand *Offset1Imm =
 229         getNamedOperand(LdSt, AMDGPU::OpName::offset1);
 230
 231     uint8_t Offset0 = Offset0Imm->getImm();
 232     uint8_t Offset1 = Offset1Imm->getImm();
 233
 234     if (Offset1 > Offset0 && Offset1 - Offset0 == 1) {
 235       // Each of these offsets is in element sized units, so we need to convert
 236       // to bytes of the individual reads.
 237
 238       unsigned EltSize;
 239       if (LdSt.mayLoad())
 240         EltSize = getOpRegClass(LdSt, 0)->getSize() / 2;
 241       else {
 242         assert(LdSt.mayStore());
 243         int Data0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::data0);
 244         EltSize = getOpRegClass(LdSt, Data0Idx)->getSize();
 245       }
 246
 247       if (isStride64(Opc))
 248         EltSize *= 64;
 249
 250       const MachineOperand *AddrReg =
 251           getNamedOperand(LdSt, AMDGPU::OpName::addr);
 252       BaseReg = AddrReg->getReg();
 253       Offset = EltSize * Offset0;
 254       return true;
 255     }
 256
 257     return false;
 258   }
 259
 260   if (isMUBUF(LdSt) || isMTBUF(LdSt)) {
 261     if (AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::soffset) != -1)
 262       return false;
 263
 264     const MachineOperand *AddrReg =
 265         getNamedOperand(LdSt, AMDGPU::OpName::vaddr);
 266     if (!AddrReg)
 267       return false;
 268
 269     const MachineOperand *OffsetImm =
 270         getNamedOperand(LdSt, AMDGPU::OpName::offset);
 271     BaseReg = AddrReg->getReg();
 272     Offset = OffsetImm->getImm();
 273     return true;
 274   }
 275
 276   if (isSMRD(LdSt)) {
 277     const MachineOperand *OffsetImm =
 278         getNamedOperand(LdSt, AMDGPU::OpName::offset);
 279     if (!OffsetImm)
 280       return false;
 281
 282     const MachineOperand *SBaseReg =
 283         getNamedOperand(LdSt, AMDGPU::OpName::sbase);
 284     BaseReg = SBaseReg->getReg();
 285     Offset = OffsetImm->getImm();
 286     return true;
 287   }
 288
 289   if (isFLAT(LdSt)) {
 290     const MachineOperand *AddrReg = getNamedOperand(LdSt, AMDGPU::OpName::addr);
 291     BaseReg = AddrReg->getReg();
 292     Offset = 0;
 293     return true;
 294   }
 295
 296   return false;
 297 }
 298
 299 bool SIInstrInfo::shouldClusterMemOps(MachineInstr &FirstLdSt,
 300                                       MachineInstr &SecondLdSt,
 301                                       unsigned NumLoads) const {
 302   const MachineOperand *FirstDst = nullptr;
 303   const MachineOperand *SecondDst = nullptr;
 304
 305   if (isDS(FirstLdSt) && isDS(SecondLdSt)) {
 306     FirstDst = getNamedOperand(FirstLdSt, AMDGPU::OpName::vdst);
 307     SecondDst = getNamedOperand(SecondLdSt, AMDGPU::OpName::vdst);
 308   }
 309
 310   if (isSMRD(FirstLdSt) && isSMRD(SecondLdSt)) {
 311     FirstDst = getNamedOperand(FirstLdSt, AMDGPU::OpName::sdst);
 312     SecondDst = getNamedOperand(SecondLdSt, AMDGPU::OpName::sdst);
 313   }
 314
 315   if ((isMUBUF(FirstLdSt) && isMUBUF(SecondLdSt)) ||
 316       (isMTBUF(FirstLdSt) && isMTBUF(SecondLdSt))) {
 317     FirstDst = getNamedOperand(FirstLdSt, AMDGPU::OpName::vdata);
 318     SecondDst = getNamedOperand(SecondLdSt, AMDGPU::OpName::vdata);
 319   }
 320
 321   if (!FirstDst || !SecondDst)
 322     return false;
 323
 324   // Try to limit clustering based on the total number of bytes loaded
 325   // rather than the number of instructions.  This is done to help reduce
 326   // register pressure.  The method used is somewhat inexact, though,
 327   // because it assumes that all loads in the cluster will load the
 328   // same number of bytes as FirstLdSt.
 329
 330   // The unit of this value is bytes.
 331   // FIXME: This needs finer tuning.
 332   unsigned LoadClusterThreshold = 16;
 333
 334   const MachineRegisterInfo &MRI =
 335       FirstLdSt.getParent()->getParent()->getRegInfo();
 336   const TargetRegisterClass *DstRC = MRI.getRegClass(FirstDst->getReg());
 337
 338   return (NumLoads * DstRC->getSize()) <= LoadClusterThreshold;
 339 }
 340
 341 void SIInstrInfo::copyPhysReg(MachineBasicBlock &MBB,
 342                               MachineBasicBlock::iterator MI,
 343                               const DebugLoc &DL, unsigned DestReg,
 344                               unsigned SrcReg, bool KillSrc) const {
 345
 346   // If we are trying to copy to or from SCC, there is a bug somewhere else in
 347   // the backend.  While it may be theoretically possible to do this, it should
 348   // never be necessary.
 349   assert(DestReg != AMDGPU::SCC && SrcReg != AMDGPU::SCC);
 350
 351   static const int16_t Sub0_15[] = {
 352     AMDGPU::sub0, AMDGPU::sub1, AMDGPU::sub2, AMDGPU::sub3,
 353     AMDGPU::sub4, AMDGPU::sub5, AMDGPU::sub6, AMDGPU::sub7,
 354     AMDGPU::sub8, AMDGPU::sub9, AMDGPU::sub10, AMDGPU::sub11,
 355     AMDGPU::sub12, AMDGPU::sub13, AMDGPU::sub14, AMDGPU::sub15,
 356   };
 357
 358   static const int16_t Sub0_15_64[] = {
 359     AMDGPU::sub0_sub1, AMDGPU::sub2_sub3,
 360     AMDGPU::sub4_sub5, AMDGPU::sub6_sub7,
 361     AMDGPU::sub8_sub9, AMDGPU::sub10_sub11,
 362     AMDGPU::sub12_sub13, AMDGPU::sub14_sub15,
 363   };
 364
 365   static const int16_t Sub0_7[] = {
 366     AMDGPU::sub0, AMDGPU::sub1, AMDGPU::sub2, AMDGPU::sub3,
 367     AMDGPU::sub4, AMDGPU::sub5, AMDGPU::sub6, AMDGPU::sub7,
 368   };
 369
 370   static const int16_t Sub0_7_64[] = {
 371     AMDGPU::sub0_sub1, AMDGPU::sub2_sub3,
 372     AMDGPU::sub4_sub5, AMDGPU::sub6_sub7,
 373   };
 374
 375   static const int16_t Sub0_3[] = {
 376     AMDGPU::sub0, AMDGPU::sub1, AMDGPU::sub2, AMDGPU::sub3,
 377   };
 378
 379   static const int16_t Sub0_3_64[] = {
 380     AMDGPU::sub0_sub1, AMDGPU::sub2_sub3,
 381   };
 382
 383   static const int16_t Sub0_2[] = {
 384     AMDGPU::sub0, AMDGPU::sub1, AMDGPU::sub2,
 385   };
 386
 387   static const int16_t Sub0_1[] = {
 388     AMDGPU::sub0, AMDGPU::sub1,
 389   };
 390
 391   unsigned Opcode;
 392   ArrayRef<int16_t> SubIndices;
 393
 394   if (AMDGPU::SReg_32RegClass.contains(DestReg)) {
 395     assert(AMDGPU::SReg_32RegClass.contains(SrcReg));
 396     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_MOV_B32), DestReg)
 397             .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
 398     return;
 399
 400   } else if (AMDGPU::SReg_64RegClass.contains(DestReg)) {
 401     if (DestReg == AMDGPU::VCC) {
 402       if (AMDGPU::SReg_64RegClass.contains(SrcReg)) {
 403         BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_MOV_B64), AMDGPU::VCC)
 404           .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
 405       } else {
 406         // FIXME: Hack until VReg_1 removed.
 407         assert(AMDGPU::VGPR_32RegClass.contains(SrcReg));
 408         BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_CMP_NE_I32_e32))
 409           .addImm(0)
 410           .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
 411       }
 412
 413       return;
 414     }
 415
 416     assert(AMDGPU::SReg_64RegClass.contains(SrcReg));
 417     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_MOV_B64), DestReg)
 418             .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
 419     return;
 420
 421   } else if (AMDGPU::SReg_128RegClass.contains(DestReg)) {
 422     assert(AMDGPU::SReg_128RegClass.contains(SrcReg));
 423     Opcode = AMDGPU::S_MOV_B64;
 424     SubIndices = Sub0_3_64;
 425
 426   } else if (AMDGPU::SReg_256RegClass.contains(DestReg)) {
 427     assert(AMDGPU::SReg_256RegClass.contains(SrcReg));
 428     Opcode = AMDGPU::S_MOV_B64;
 429     SubIndices = Sub0_7_64;
 430
 431   } else if (AMDGPU::SReg_512RegClass.contains(DestReg)) {
 432     assert(AMDGPU::SReg_512RegClass.contains(SrcReg));
 433     Opcode = AMDGPU::S_MOV_B64;
 434     SubIndices = Sub0_15_64;
 435
 436   } else if (AMDGPU::VGPR_32RegClass.contains(DestReg)) {
 437     assert(AMDGPU::VGPR_32RegClass.contains(SrcReg) ||
 438            AMDGPU::SReg_32RegClass.contains(SrcReg));
 439     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), DestReg)
 440             .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
 441     return;
 442
 443   } else if (AMDGPU::VReg_64RegClass.contains(DestReg)) {
 444     assert(AMDGPU::VReg_64RegClass.contains(SrcReg) ||
 445            AMDGPU::SReg_64RegClass.contains(SrcReg));
 446     Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
 447     SubIndices = Sub0_1;
 448
 449   } else if (AMDGPU::VReg_96RegClass.contains(DestReg)) {
 450     assert(AMDGPU::VReg_96RegClass.contains(SrcReg));
 451     Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
 452     SubIndices = Sub0_2;
 453
 454   } else if (AMDGPU::VReg_128RegClass.contains(DestReg)) {
 455     assert(AMDGPU::VReg_128RegClass.contains(SrcReg) ||
 456            AMDGPU::SReg_128RegClass.contains(SrcReg));
 457     Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
 458     SubIndices = Sub0_3;
 459
 460   } else if (AMDGPU::VReg_256RegClass.contains(DestReg)) {
 461     assert(AMDGPU::VReg_256RegClass.contains(SrcReg) ||
 462            AMDGPU::SReg_256RegClass.contains(SrcReg));
 463     Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
 464     SubIndices = Sub0_7;
 465
 466   } else if (AMDGPU::VReg_512RegClass.contains(DestReg)) {
 467     assert(AMDGPU::VReg_512RegClass.contains(SrcReg) ||
 468            AMDGPU::SReg_512RegClass.contains(SrcReg));
 469     Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
 470     SubIndices = Sub0_15;
 471
 472   } else {
 473     llvm_unreachable("Can't copy register!");
 474   }
 475
 476   bool Forward = RI.getHWRegIndex(DestReg) <= RI.getHWRegIndex(SrcReg);
 477
 478   for (unsigned Idx = 0; Idx < SubIndices.size(); ++Idx) {
 479     unsigned SubIdx;
 480     if (Forward)
 481       SubIdx = SubIndices[Idx];
 482     else
 483       SubIdx = SubIndices[SubIndices.size() - Idx - 1];
 484
 485     MachineInstrBuilder Builder = BuildMI(MBB, MI, DL,
 486       get(Opcode), RI.getSubReg(DestReg, SubIdx));
 487
 488     Builder.addReg(RI.getSubReg(SrcReg, SubIdx));
 489
 490     if (Idx == SubIndices.size() - 1)
 491       Builder.addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc) | RegState::Implicit);
 492
 493     if (Idx == 0)
 494       Builder.addReg(DestReg, RegState::Define | RegState::Implicit);
 495
 496     Builder.addReg(SrcReg, RegState::Implicit);
 497   }
 498 }
 499
 500 int SIInstrInfo::commuteOpcode(const MachineInstr &MI) const {
 501   const unsigned Opcode = MI.getOpcode();
 502
 503   int NewOpc;
 504
 505   // Try to map original to commuted opcode
 506   NewOpc = AMDGPU::getCommuteRev(Opcode);
 507   if (NewOpc != -1)
 508     // Check if the commuted (REV) opcode exists on the target.
 509     return pseudoToMCOpcode(NewOpc) != -1 ? NewOpc : -1;
 510
 511   // Try to map commuted to original opcode
 512   NewOpc = AMDGPU::getCommuteOrig(Opcode);
 513   if (NewOpc != -1)
 514     // Check if the original (non-REV) opcode exists on the target.
 515     return pseudoToMCOpcode(NewOpc) != -1 ? NewOpc : -1;
 516
 517   return Opcode;
 518 }
 519
 520 unsigned SIInstrInfo::getMovOpcode(const TargetRegisterClass *DstRC) const {
 521
 522   if (DstRC->getSize() == 4) {
 523     return RI.isSGPRClass(DstRC) ? AMDGPU::S_MOV_B32 : AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
 524   } else if (DstRC->getSize() == 8 && RI.isSGPRClass(DstRC)) {
 525     return AMDGPU::S_MOV_B64;
 526   } else if (DstRC->getSize() == 8 && !RI.isSGPRClass(DstRC)) {
 527     return  AMDGPU::V_MOV_B64_PSEUDO;
 528   }
 529   return AMDGPU::COPY;
 530 }
 531
 532 static unsigned getSGPRSpillSaveOpcode(unsigned Size) {
 533   switch (Size) {
 534   case 4:
 535     return AMDGPU::SI_SPILL_S32_SAVE;
 536   case 8:
 537     return AMDGPU::SI_SPILL_S64_SAVE;
 538   case 16:
 539     return AMDGPU::SI_SPILL_S128_SAVE;
 540   case 32:
 541     return AMDGPU::SI_SPILL_S256_SAVE;
 542   case 64:
 543     return AMDGPU::SI_SPILL_S512_SAVE;
 544   default:
 545     llvm_unreachable("unknown register size");
 546   }
 547 }
 548
 549 static unsigned getVGPRSpillSaveOpcode(unsigned Size) {
 550   switch (Size) {
 551   case 4:
 552     return AMDGPU::SI_SPILL_V32_SAVE;
 553   case 8:
 554     return AMDGPU::SI_SPILL_V64_SAVE;
 555   case 12:
 556     return AMDGPU::SI_SPILL_V96_SAVE;
 557   case 16:
 558     return AMDGPU::SI_SPILL_V128_SAVE;
 559   case 32:
 560     return AMDGPU::SI_SPILL_V256_SAVE;
 561   case 64:
 562     return AMDGPU::SI_SPILL_V512_SAVE;
 563   default:
 564     llvm_unreachable("unknown register size");
 565   }
 566 }
 567
 568 void SIInstrInfo::storeRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
 569                                       MachineBasicBlock::iterator MI,
 570                                       unsigned SrcReg, bool isKill,
 571                                       int FrameIndex,
 572                                       const TargetRegisterClass *RC,
 573                                       const TargetRegisterInfo *TRI) const {
 574   MachineFunction *MF = MBB.getParent();
 575   SIMachineFunctionInfo *MFI = MF->getInfo<SIMachineFunctionInfo>();
 576   MachineFrameInfo *FrameInfo = MF->getFrameInfo();
 577   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
 578
 579   unsigned Size = FrameInfo->getObjectSize(FrameIndex);
 580   unsigned Align = FrameInfo->getObjectAlignment(FrameIndex);
 581   MachinePointerInfo PtrInfo
 582     = MachinePointerInfo::getFixedStack(*MF, FrameIndex);
 583   MachineMemOperand *MMO
 584     = MF->getMachineMemOperand(PtrInfo, MachineMemOperand::MOStore,
 585                                Size, Align);
 586
 587   if (RI.isSGPRClass(RC)) {
 588     MFI->setHasSpilledSGPRs();
 589
 590     if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(SrcReg) && RC->getSize() == 4) {
 591       // m0 may not be allowed for readlane.
 592       MachineRegisterInfo &MRI = MF->getRegInfo();
 593       MRI.constrainRegClass(SrcReg, &AMDGPU::SReg_32_XM0RegClass);
 594     }
 595
 596     // We are only allowed to create one new instruction when spilling
 597     // registers, so we need to use pseudo instruction for spilling
 598     // SGPRs.
 599     unsigned Opcode = getSGPRSpillSaveOpcode(RC->getSize());
 600     BuildMI(MBB, MI, DL, get(Opcode))
 601       .addReg(SrcReg, getKillRegState(isKill)) // src
 602       .addFrameIndex(FrameIndex) // frame_idx
 603       .addMemOperand(MMO);
 604
 605     return;
 606   }
 607
 608   if (!ST.isVGPRSpillingEnabled(*MF->getFunction())) {
 609     LLVMContext &Ctx = MF->getFunction()->getContext();
 610     Ctx.emitError("SIInstrInfo::storeRegToStackSlot - Do not know how to"
 611                   " spill register");
 612     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::KILL))
 613       .addReg(SrcReg);
 614
 615     return;
 616   }
 617
 618   assert(RI.hasVGPRs(RC) && "Only VGPR spilling expected");
 619
 620   unsigned Opcode = getVGPRSpillSaveOpcode(RC->getSize());
 621   MFI->setHasSpilledVGPRs();
 622   BuildMI(MBB, MI, DL, get(Opcode))
 623     .addReg(SrcReg, getKillRegState(isKill)) // src
 624     .addFrameIndex(FrameIndex)        // frame_idx
 625     .addReg(MFI->getScratchRSrcReg())       // scratch_rsrc
 626     .addReg(MFI->getScratchWaveOffsetReg()) // scratch_offset
 627     .addImm(0)                              // offset
 628     .addMemOperand(MMO);
 629 }
 630
 631 static unsigned getSGPRSpillRestoreOpcode(unsigned Size) {
 632   switch (Size) {
 633   case 4:
 634     return AMDGPU::SI_SPILL_S32_RESTORE;
 635   case 8:
 636     return AMDGPU::SI_SPILL_S64_RESTORE;
 637   case 16:
 638     return AMDGPU::SI_SPILL_S128_RESTORE;
 639   case 32:
 640     return AMDGPU::SI_SPILL_S256_RESTORE;
 641   case 64:
 642     return AMDGPU::SI_SPILL_S512_RESTORE;
 643   default:
 644     llvm_unreachable("unknown register size");
 645   }
 646 }
 647
 648 static unsigned getVGPRSpillRestoreOpcode(unsigned Size) {
 649   switch (Size) {
 650   case 4:
 651     return AMDGPU::SI_SPILL_V32_RESTORE;
 652   case 8:
 653     return AMDGPU::SI_SPILL_V64_RESTORE;
 654   case 12:
 655     return AMDGPU::SI_SPILL_V96_RESTORE;
 656   case 16:
 657     return AMDGPU::SI_SPILL_V128_RESTORE;
 658   case 32:
 659     return AMDGPU::SI_SPILL_V256_RESTORE;
 660   case 64:
 661     return AMDGPU::SI_SPILL_V512_RESTORE;
 662   default:
 663     llvm_unreachable("unknown register size");
 664   }
 665 }
 666
 667 void SIInstrInfo::loadRegFromStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
 668                                        MachineBasicBlock::iterator MI,
 669                                        unsigned DestReg, int FrameIndex,
 670                                        const TargetRegisterClass *RC,
 671                                        const TargetRegisterInfo *TRI) const {
 672   MachineFunction *MF = MBB.getParent();
 673   const SIMachineFunctionInfo *MFI = MF->getInfo<SIMachineFunctionInfo>();
 674   MachineFrameInfo *FrameInfo = MF->getFrameInfo();
 675   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
 676   unsigned Align = FrameInfo->getObjectAlignment(FrameIndex);
 677   unsigned Size = FrameInfo->getObjectSize(FrameIndex);
 678
 679   MachinePointerInfo PtrInfo
 680     = MachinePointerInfo::getFixedStack(*MF, FrameIndex);
 681
 682   MachineMemOperand *MMO = MF->getMachineMemOperand(
 683     PtrInfo, MachineMemOperand::MOLoad, Size, Align);
 684
 685   if (RI.isSGPRClass(RC)) {
 686     // FIXME: Maybe this should not include a memoperand because it will be
 687     // lowered to non-memory instructions.
 688     unsigned Opcode = getSGPRSpillRestoreOpcode(RC->getSize());
 689
 690     if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(DestReg) && RC->getSize() == 4) {
 691       // m0 may not be allowed for readlane.
 692       MachineRegisterInfo &MRI = MF->getRegInfo();
 693       MRI.constrainRegClass(DestReg, &AMDGPU::SReg_32_XM0RegClass);
 694     }
 695
 696     BuildMI(MBB, MI, DL, get(Opcode), DestReg)
 697       .addFrameIndex(FrameIndex) // frame_idx
 698       .addMemOperand(MMO);
 699
 700     return;
 701   }
 702
 703   if (!ST.isVGPRSpillingEnabled(*MF->getFunction())) {
 704     LLVMContext &Ctx = MF->getFunction()->getContext();
 705     Ctx.emitError("SIInstrInfo::loadRegFromStackSlot - Do not know how to"
 706                   " restore register");
 707     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::IMPLICIT_DEF), DestReg);
 708
 709     return;
 710   }
 711
 712   assert(RI.hasVGPRs(RC) && "Only VGPR spilling expected");
 713
 714   unsigned Opcode = getVGPRSpillRestoreOpcode(RC->getSize());
 715   BuildMI(MBB, MI, DL, get(Opcode), DestReg)
 716     .addFrameIndex(FrameIndex)        // frame_idx
 717     .addReg(MFI->getScratchRSrcReg())       // scratch_rsrc
 718     .addReg(MFI->getScratchWaveOffsetReg()) // scratch_offset
 719     .addImm(0)                              // offset
 720     .addMemOperand(MMO);
 721 }
 722
 723 /// \param @Offset Offset in bytes of the FrameIndex being spilled
 724 unsigned SIInstrInfo::calculateLDSSpillAddress(
 725     MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr &MI, RegScavenger *RS, unsigned TmpReg,
 726     unsigned FrameOffset, unsigned Size) const {
 727   MachineFunction *MF = MBB.getParent();
 728   SIMachineFunctionInfo *MFI = MF->getInfo<SIMachineFunctionInfo>();
 729   const SISubtarget &ST = MF->getSubtarget<SISubtarget>();
 730   const SIRegisterInfo *TRI = ST.getRegisterInfo();
 731   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
 732   unsigned WorkGroupSize = MFI->getMaximumWorkGroupSize(*MF);
 733   unsigned WavefrontSize = ST.getWavefrontSize();
 734
 735   unsigned TIDReg = MFI->getTIDReg();
 736   if (!MFI->hasCalculatedTID()) {
 737     MachineBasicBlock &Entry = MBB.getParent()->front();
 738     MachineBasicBlock::iterator Insert = Entry.front();
 739     DebugLoc DL = Insert->getDebugLoc();
 740
 741     TIDReg = RI.findUnusedRegister(MF->getRegInfo(), &AMDGPU::VGPR_32RegClass,
 742                                    *MF);
 743     if (TIDReg == AMDGPU::NoRegister)
 744       return TIDReg;
 745
 746     if (!AMDGPU::isShader(MF->getFunction()->getCallingConv()) &&
 747         WorkGroupSize > WavefrontSize) {
 748
 749       unsigned TIDIGXReg
 750         = TRI->getPreloadedValue(*MF, SIRegisterInfo::WORKGROUP_ID_X);
 751       unsigned TIDIGYReg
 752         = TRI->getPreloadedValue(*MF, SIRegisterInfo::WORKGROUP_ID_Y);
 753       unsigned TIDIGZReg
 754         = TRI->getPreloadedValue(*MF, SIRegisterInfo::WORKGROUP_ID_Z);
 755       unsigned InputPtrReg =
 756           TRI->getPreloadedValue(*MF, SIRegisterInfo::KERNARG_SEGMENT_PTR);
 757       for (unsigned Reg : {TIDIGXReg, TIDIGYReg, TIDIGZReg}) {
 758         if (!Entry.isLiveIn(Reg))
 759           Entry.addLiveIn(Reg);
 760       }
 761
 762       RS->enterBasicBlock(Entry);
 763       // FIXME: Can we scavenge an SReg_64 and access the subregs?
 764       unsigned STmp0 = RS->scavengeRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass, 0);
 765       unsigned STmp1 = RS->scavengeRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass, 0);
 766       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::S_LOAD_DWORD_IMM), STmp0)
 767               .addReg(InputPtrReg)
 768               .addImm(SI::KernelInputOffsets::NGROUPS_Z);
 769       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::S_LOAD_DWORD_IMM), STmp1)
 770               .addReg(InputPtrReg)
 771               .addImm(SI::KernelInputOffsets::NGROUPS_Y);
 772
 773       // NGROUPS.X * NGROUPS.Y
 774       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::S_MUL_I32), STmp1)
 775               .addReg(STmp1)
 776               .addReg(STmp0);
 777       // (NGROUPS.X * NGROUPS.Y) * TIDIG.X
 778       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_MUL_U32_U24_e32), TIDReg)
 779               .addReg(STmp1)
 780               .addReg(TIDIGXReg);
 781       // NGROUPS.Z * TIDIG.Y + (NGROUPS.X * NGROPUS.Y * TIDIG.X)
 782       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_MAD_U32_U24), TIDReg)
 783               .addReg(STmp0)
 784               .addReg(TIDIGYReg)
 785               .addReg(TIDReg);
 786       // (NGROUPS.Z * TIDIG.Y + (NGROUPS.X * NGROPUS.Y * TIDIG.X)) + TIDIG.Z
 787       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_ADD_I32_e32), TIDReg)
 788               .addReg(TIDReg)
 789               .addReg(TIDIGZReg);
 790     } else {
 791       // Get the wave id
 792       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_MBCNT_LO_U32_B32_e64),
 793               TIDReg)
 794               .addImm(-1)
 795               .addImm(0);
 796
 797       BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_MBCNT_HI_U32_B32_e64),
 798               TIDReg)
 799               .addImm(-1)
 800               .addReg(TIDReg);
 801     }
 802
 803     BuildMI(Entry, Insert, DL, get(AMDGPU::V_LSHLREV_B32_e32),
 804             TIDReg)
 805             .addImm(2)
 806             .addReg(TIDReg);
 807     MFI->setTIDReg(TIDReg);
 808   }
 809
 810   // Add FrameIndex to LDS offset
 811   unsigned LDSOffset = MFI->LDSSize + (FrameOffset * WorkGroupSize);
 812   BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_ADD_I32_e32), TmpReg)
 813           .addImm(LDSOffset)
 814           .addReg(TIDReg);
 815
 816   return TmpReg;
 817 }
 818
 819 void SIInstrInfo::insertWaitStates(MachineBasicBlock &MBB,
 820                                    MachineBasicBlock::iterator MI,
 821                                    int Count) const {
 822   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
 823   while (Count > 0) {
 824     int Arg;
 825     if (Count >= 8)
 826       Arg = 7;
 827     else
 828       Arg = Count - 1;
 829     Count -= 8;
 830     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_NOP))
 831             .addImm(Arg);
 832   }
 833 }
 834
 835 void SIInstrInfo::insertNoop(MachineBasicBlock &MBB,
 836                              MachineBasicBlock::iterator MI) const {
 837   insertWaitStates(MBB, MI, 1);
 838 }
 839
 840 unsigned SIInstrInfo::getNumWaitStates(const MachineInstr &MI) const {
 841   switch (MI.getOpcode()) {
 842   default: return 1; // FIXME: Do wait states equal cycles?
 843
 844   case AMDGPU::S_NOP:
 845     return MI.getOperand(0).getImm() + 1;
 846   }
 847 }
 848
 849 bool SIInstrInfo::expandPostRAPseudo(MachineInstr &MI) const {
 850   MachineBasicBlock &MBB = *MI.getParent();
 851   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
 852   switch (MI.getOpcode()) {
 853   default: return AMDGPUInstrInfo::expandPostRAPseudo(MI);
 854
 855   case AMDGPU::V_MOV_B64_PSEUDO: {
 856     unsigned Dst = MI.getOperand(0).getReg();
 857     unsigned DstLo = RI.getSubReg(Dst, AMDGPU::sub0);
 858     unsigned DstHi = RI.getSubReg(Dst, AMDGPU::sub1);
 859
 860     const MachineOperand &SrcOp = MI.getOperand(1);
 861     // FIXME: Will this work for 64-bit floating point immediates?
 862     assert(!SrcOp.isFPImm());
 863     if (SrcOp.isImm()) {
 864       APInt Imm(64, SrcOp.getImm());
 865       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), DstLo)
 866         .addImm(Imm.getLoBits(32).getZExtValue())
 867         .addReg(Dst, RegState::Implicit | RegState::Define);
 868       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), DstHi)
 869         .addImm(Imm.getHiBits(32).getZExtValue())
 870         .addReg(Dst, RegState::Implicit | RegState::Define);
 871     } else {
 872       assert(SrcOp.isReg());
 873       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), DstLo)
 874         .addReg(RI.getSubReg(SrcOp.getReg(), AMDGPU::sub0))
 875         .addReg(Dst, RegState::Implicit | RegState::Define);
 876       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), DstHi)
 877         .addReg(RI.getSubReg(SrcOp.getReg(), AMDGPU::sub1))
 878         .addReg(Dst, RegState::Implicit | RegState::Define);
 879     }
 880     MI.eraseFromParent();
 881     break;
 882   }
 883
 884   case AMDGPU::V_CNDMASK_B64_PSEUDO: {
 885     unsigned Dst = MI.getOperand(0).getReg();
 886     unsigned DstLo = RI.getSubReg(Dst, AMDGPU::sub0);
 887     unsigned DstHi = RI.getSubReg(Dst, AMDGPU::sub1);
 888     unsigned Src0 = MI.getOperand(1).getReg();
 889     unsigned Src1 = MI.getOperand(2).getReg();
 890     const MachineOperand &SrcCond = MI.getOperand(3);
 891
 892     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_CNDMASK_B32_e64), DstLo)
 893       .addReg(RI.getSubReg(Src0, AMDGPU::sub0))
 894       .addReg(RI.getSubReg(Src1, AMDGPU::sub0))
 895       .addReg(SrcCond.getReg())
 896       .addReg(Dst, RegState::Implicit | RegState::Define);
 897     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_CNDMASK_B32_e64), DstHi)
 898       .addReg(RI.getSubReg(Src0, AMDGPU::sub1))
 899       .addReg(RI.getSubReg(Src1, AMDGPU::sub1))
 900       .addReg(SrcCond.getReg(), getKillRegState(SrcCond.isKill()))
 901       .addReg(Dst, RegState::Implicit | RegState::Define);
 902     MI.eraseFromParent();
 903     break;
 904   }
 905
 906   case AMDGPU::SI_PC_ADD_REL_OFFSET: {
 907     const SIRegisterInfo *TRI
 908       = static_cast<const SIRegisterInfo *>(ST.getRegisterInfo());
 909     MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
 910     unsigned Reg = MI.getOperand(0).getReg();
 911     unsigned RegLo = TRI->getSubReg(Reg, AMDGPU::sub0);
 912     unsigned RegHi = TRI->getSubReg(Reg, AMDGPU::sub1);
 913
 914     // Create a bundle so these instructions won't be re-ordered by the
 915     // post-RA scheduler.
 916     MIBundleBuilder Bundler(MBB, MI);
 917     Bundler.append(BuildMI(MF, DL, get(AMDGPU::S_GETPC_B64), Reg));
 918
 919     // Add 32-bit offset from this instruction to the start of the
 920     // constant data.
 921     Bundler.append(BuildMI(MF, DL, get(AMDGPU::S_ADD_U32), RegLo)
 922                        .addReg(RegLo)
 923                        .addOperand(MI.getOperand(1)));
 924     Bundler.append(BuildMI(MF, DL, get(AMDGPU::S_ADDC_U32), RegHi)
 925                            .addReg(RegHi)
 926                            .addImm(0));
 927
 928     llvm::finalizeBundle(MBB, Bundler.begin());
 929
 930     MI.eraseFromParent();
 931     break;
 932   }
 933   }
 934   return true;
 935 }
 936
 937 /// Commutes the operands in the given instruction.
 938 /// The commutable operands are specified by their indices OpIdx0 and OpIdx1.
 939 ///
 940 /// Do not call this method for a non-commutable instruction or for
 941 /// non-commutable pair of operand indices OpIdx0 and OpIdx1.
 942 /// Even though the instruction is commutable, the method may still
 943 /// fail to commute the operands, null pointer is returned in such cases.
 944 MachineInstr *SIInstrInfo::commuteInstructionImpl(MachineInstr &MI, bool NewMI,
 945                                                   unsigned OpIdx0,
 946                                                   unsigned OpIdx1) const {
 947   int CommutedOpcode = commuteOpcode(MI);
 948   if (CommutedOpcode == -1)
 949     return nullptr;
 950
 951   int Src0Idx =
 952       AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI.getOpcode(), AMDGPU::OpName::src0);
 953   MachineOperand &Src0 = MI.getOperand(Src0Idx);
 954   if (!Src0.isReg())
 955     return nullptr;
 956
 957   int Src1Idx =
 958       AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI.getOpcode(), AMDGPU::OpName::src1);
 959
 960   if ((OpIdx0 != static_cast<unsigned>(Src0Idx) ||
 961        OpIdx1 != static_cast<unsigned>(Src1Idx)) &&
 962       (OpIdx0 != static_cast<unsigned>(Src1Idx) ||
 963        OpIdx1 != static_cast<unsigned>(Src0Idx)))
 964     return nullptr;
 965
 966   MachineOperand &Src1 = MI.getOperand(Src1Idx);
 967
 968   if (isVOP2(MI) || isVOPC(MI)) {
 969     const MCInstrDesc &InstrDesc = MI.getDesc();
 970     // For VOP2 and VOPC instructions, any operand type is valid to use for
 971     // src0.  Make sure we can use the src0 as src1.
 972     //
 973     // We could be stricter here and only allow commuting if there is a reason
 974     // to do so. i.e. if both operands are VGPRs there is no real benefit,
 975     // although MachineCSE attempts to find matches by commuting.
 976     const MachineRegisterInfo &MRI = MI.getParent()->getParent()->getRegInfo();
 977     if (!isLegalRegOperand(MRI, InstrDesc.OpInfo[Src1Idx], Src0))
 978       return nullptr;
 979   }
 980
 981   MachineInstr *CommutedMI = &MI;
 982   if (!Src1.isReg()) {
 983     // Allow commuting instructions with Imm operands.
 984     if (NewMI || !Src1.isImm() || (!isVOP2(MI) && !isVOP3(MI))) {
 985       return nullptr;
 986     }
 987     // Be sure to copy the source modifiers to the right place.
 988     if (MachineOperand *Src0Mods =
 989             getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::src0_modifiers)) {
 990       MachineOperand *Src1Mods =
 991           getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::src1_modifiers);
 992
 993       int Src0ModsVal = Src0Mods->getImm();
 994       if (!Src1Mods && Src0ModsVal != 0)
 995         return nullptr;
 996
 997       // XXX - This assert might be a lie. It might be useful to have a neg
 998       // modifier with 0.0.
 999       int Src1ModsVal = Src1Mods->getImm();
1000       assert((Src1ModsVal == 0) && "Not expecting modifiers with immediates");
1001
1002       Src1Mods->setImm(Src0ModsVal);
1003       Src0Mods->setImm(Src1ModsVal);
1004     }
1005
1006     unsigned Reg = Src0.getReg();
1007     unsigned SubReg = Src0.getSubReg();
1008     if (Src1.isImm())
1009       Src0.ChangeToImmediate(Src1.getImm());
1010     else
1011       llvm_unreachable("Should only have immediates");
1012
1013     Src1.ChangeToRegister(Reg, false);
1014     Src1.setSubReg(SubReg);
1015   } else {
1016     CommutedMI =
1017         TargetInstrInfo::commuteInstructionImpl(MI, NewMI, OpIdx0, OpIdx1);
1018   }
1019
1020   if (CommutedMI)
1021     CommutedMI->setDesc(get(CommutedOpcode));
1022
1023   return CommutedMI;
1024 }
1025
1026 // This needs to be implemented because the source modifiers may be inserted
1027 // between the true commutable operands, and the base
1028 // TargetInstrInfo::commuteInstruction uses it.
1029 bool SIInstrInfo::findCommutedOpIndices(MachineInstr &MI, unsigned &SrcOpIdx0,
1030                                         unsigned &SrcOpIdx1) const {
1031   const MCInstrDesc &MCID = MI.getDesc();
1032   if (!MCID.isCommutable())
1033     return false;
1034
1035   unsigned Opc = MI.getOpcode();
1036   int Src0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src0);
1037   if (Src0Idx == -1)
1038     return false;
1039
1040   // FIXME: Workaround TargetInstrInfo::commuteInstruction asserting on
1041   // immediate. Also, immediate src0 operand is not handled in
1042   // SIInstrInfo::commuteInstruction();
1043   if (!MI.getOperand(Src0Idx).isReg())
1044     return false;
1045
1046   int Src1Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src1);
1047   if (Src1Idx == -1)
1048     return false;
1049
1050   MachineOperand &Src1 = MI.getOperand(Src1Idx);
1051   if (Src1.isImm()) {
1052     // SIInstrInfo::commuteInstruction() does support commuting the immediate
1053     // operand src1 in 2 and 3 operand instructions.
1054     if (!isVOP2(MI.getOpcode()) && !isVOP3(MI.getOpcode()))
1055       return false;
1056   } else if (Src1.isReg()) {
1057     // If any source modifiers are set, the generic instruction commuting won't
1058     // understand how to copy the source modifiers.
1059     if (hasModifiersSet(MI, AMDGPU::OpName::src0_modifiers) ||
1060         hasModifiersSet(MI, AMDGPU::OpName::src1_modifiers))
1061       return false;
1062   } else
1063     return false;
1064
1065   return fixCommutedOpIndices(SrcOpIdx0, SrcOpIdx1, Src0Idx, Src1Idx);
1066 }
1067
1068 unsigned SIInstrInfo::getBranchOpcode(SIInstrInfo::BranchPredicate Cond) {
1069   switch (Cond) {
1070   case SIInstrInfo::SCC_TRUE:
1071     return AMDGPU::S_CBRANCH_SCC1;
1072   case SIInstrInfo::SCC_FALSE:
1073     return AMDGPU::S_CBRANCH_SCC0;
1074   case SIInstrInfo::VCCNZ:
1075     return AMDGPU::S_CBRANCH_VCCNZ;
1076   case SIInstrInfo::VCCZ:
1077     return AMDGPU::S_CBRANCH_VCCZ;
1078   case SIInstrInfo::EXECNZ:
1079     return AMDGPU::S_CBRANCH_EXECNZ;
1080   case SIInstrInfo::EXECZ:
1081     return AMDGPU::S_CBRANCH_EXECZ;
1082   default:
1083     llvm_unreachable("invalid branch predicate");
1084   }
1085 }
1086
1087 SIInstrInfo::BranchPredicate SIInstrInfo::getBranchPredicate(unsigned Opcode) {
1088   switch (Opcode) {
1089   case AMDGPU::S_CBRANCH_SCC0:
1090     return SCC_FALSE;
1091   case AMDGPU::S_CBRANCH_SCC1:
1092     return SCC_TRUE;
1093   case AMDGPU::S_CBRANCH_VCCNZ:
1094     return VCCNZ;
1095   case AMDGPU::S_CBRANCH_VCCZ:
1096     return VCCZ;
1097   case AMDGPU::S_CBRANCH_EXECNZ:
1098     return EXECNZ;
1099   case AMDGPU::S_CBRANCH_EXECZ:
1100     return EXECZ;
1101   default:
1102     return INVALID_BR;
1103   }
1104 }
1105
1106 bool SIInstrInfo::analyzeBranch(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock *&TBB,
1107                                 MachineBasicBlock *&FBB,
1108                                 SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
1109                                 bool AllowModify) const {
1110   MachineBasicBlock::iterator I = MBB.getFirstTerminator();
1111
1112   if (I == MBB.end())
1113     return false;
1114
1115   if (I->getOpcode() == AMDGPU::S_BRANCH) {
1116     // Unconditional Branch
1117     TBB = I->getOperand(0).getMBB();
1118     return false;
1119   }
1120
1121   BranchPredicate Pred = getBranchPredicate(I->getOpcode());
1122   if (Pred == INVALID_BR)
1123     return true;
1124
1125   MachineBasicBlock *CondBB = I->getOperand(0).getMBB();
1126   Cond.push_back(MachineOperand::CreateImm(Pred));
1127
1128   ++I;
1129
1130   if (I == MBB.end()) {
1131     // Conditional branch followed by fall-through.
1132     TBB = CondBB;
1133     return false;
1134   }
1135
1136   if (I->getOpcode() == AMDGPU::S_BRANCH) {
1137     TBB = CondBB;
1138     FBB = I->getOperand(0).getMBB();
1139     return false;
1140   }
1141
1142   return true;
1143 }
1144
1145 unsigned SIInstrInfo::RemoveBranch(MachineBasicBlock &MBB) const {
1146   MachineBasicBlock::iterator I = MBB.getFirstTerminator();
1147
1148   unsigned Count = 0;
1149   while (I != MBB.end()) {
1150     MachineBasicBlock::iterator Next = std::next(I);
1151     I->eraseFromParent();
1152     ++Count;
1153     I = Next;
1154   }
1155
1156   return Count;
1157 }
1158
1159 unsigned SIInstrInfo::InsertBranch(MachineBasicBlock &MBB,
1160                                    MachineBasicBlock *TBB,
1161                                    MachineBasicBlock *FBB,
1162                                    ArrayRef<MachineOperand> Cond,
1163                                    const DebugLoc &DL) const {
1164
1165   if (!FBB && Cond.empty()) {
1166     BuildMI(&MBB, DL, get(AMDGPU::S_BRANCH))
1167       .addMBB(TBB);
1168     return 1;
1169   }
1170
1171   assert(TBB && Cond[0].isImm());
1172
1173   unsigned Opcode
1174     = getBranchOpcode(static_cast<BranchPredicate>(Cond[0].getImm()));
1175
1176   if (!FBB) {
1177     BuildMI(&MBB, DL, get(Opcode))
1178       .addMBB(TBB);
1179     return 1;
1180   }
1181
1182   assert(TBB && FBB);
1183
1184   BuildMI(&MBB, DL, get(Opcode))
1185     .addMBB(TBB);
1186   BuildMI(&MBB, DL, get(AMDGPU::S_BRANCH))
1187     .addMBB(FBB);
1188
1189   return 2;
1190 }
1191
1192 bool SIInstrInfo::ReverseBranchCondition(
1193   SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond) const {
1194   assert(Cond.size() == 1);
1195   Cond[0].setImm(-Cond[0].getImm());
1196   return false;
1197 }
1198
1199 static void removeModOperands(MachineInstr &MI) {
1200   unsigned Opc = MI.getOpcode();
1201   int Src0ModIdx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc,
1202                                               AMDGPU::OpName::src0_modifiers);
1203   int Src1ModIdx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc,
1204                                               AMDGPU::OpName::src1_modifiers);
1205   int Src2ModIdx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc,
1206                                               AMDGPU::OpName::src2_modifiers);
1207
1208   MI.RemoveOperand(Src2ModIdx);
1209   MI.RemoveOperand(Src1ModIdx);
1210   MI.RemoveOperand(Src0ModIdx);
1211 }
1212
1213 // TODO: Maybe this should be removed this and custom fold everything in
1214 // SIFoldOperands?
1215 bool SIInstrInfo::FoldImmediate(MachineInstr &UseMI, MachineInstr &DefMI,
1216                                 unsigned Reg, MachineRegisterInfo *MRI) const {
1217   if (!MRI->hasOneNonDBGUse(Reg))
1218     return false;
1219
1220   unsigned Opc = UseMI.getOpcode();
1221   if (Opc == AMDGPU::V_MAD_F32 || Opc == AMDGPU::V_MAC_F32_e64) {
1222     // Don't fold if we are using source modifiers. The new VOP2 instructions
1223     // don't have them.
1224     if (hasModifiersSet(UseMI, AMDGPU::OpName::src0_modifiers) ||
1225         hasModifiersSet(UseMI, AMDGPU::OpName::src1_modifiers) ||
1226         hasModifiersSet(UseMI, AMDGPU::OpName::src2_modifiers)) {
1227       return false;
1228     }
1229
1230     const MachineOperand &ImmOp = DefMI.getOperand(1);
1231
1232     // If this is a free constant, there's no reason to do this.
1233     // TODO: We could fold this here instead of letting SIFoldOperands do it
1234     // later.
1235     if (isInlineConstant(ImmOp, 4))
1236       return false;
1237
1238     MachineOperand *Src0 = getNamedOperand(UseMI, AMDGPU::OpName::src0);
1239     MachineOperand *Src1 = getNamedOperand(UseMI, AMDGPU::OpName::src1);
1240     MachineOperand *Src2 = getNamedOperand(UseMI, AMDGPU::OpName::src2);
1241
1242     // Multiplied part is the constant: Use v_madmk_f32
1243     // We should only expect these to be on src0 due to canonicalizations.
1244     if (Src0->isReg() && Src0->getReg() == Reg) {
1245       if (!Src1->isReg() || RI.isSGPRClass(MRI->getRegClass(Src1->getReg())))
1246         return false;
1247
1248       if (!Src2->isReg() || RI.isSGPRClass(MRI->getRegClass(Src2->getReg())))
1249         return false;
1250
1251       // We need to swap operands 0 and 1 since madmk constant is at operand 1.
1252
1253       const int64_t Imm = DefMI.getOperand(1).getImm();
1254
1255       // FIXME: This would be a lot easier if we could return a new instruction
1256       // instead of having to modify in place.
1257
1258       // Remove these first since they are at the end.
1259       UseMI.RemoveOperand(
1260           AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::omod));
1261       UseMI.RemoveOperand(
1262           AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::clamp));
1263
1264       unsigned Src1Reg = Src1->getReg();
1265       unsigned Src1SubReg = Src1->getSubReg();
1266       Src0->setReg(Src1Reg);
1267       Src0->setSubReg(Src1SubReg);
1268       Src0->setIsKill(Src1->isKill());
1269
1270       if (Opc == AMDGPU::V_MAC_F32_e64) {
1271         UseMI.untieRegOperand(
1272             AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src2));
1273       }
1274
1275       Src1->ChangeToImmediate(Imm);
1276
1277       removeModOperands(UseMI);
1278       UseMI.setDesc(get(AMDGPU::V_MADMK_F32));
1279
1280       bool DeleteDef = MRI->hasOneNonDBGUse(Reg);
1281       if (DeleteDef)
1282         DefMI.eraseFromParent();
1283
1284       return true;
1285     }
1286
1287     // Added part is the constant: Use v_madak_f32
1288     if (Src2->isReg() && Src2->getReg() == Reg) {
1289       // Not allowed to use constant bus for another operand.
1290       // We can however allow an inline immediate as src0.
1291       if (!Src0->isImm() &&
1292           (Src0->isReg() && RI.isSGPRClass(MRI->getRegClass(Src0->getReg()))))
1293         return false;
1294
1295       if (!Src1->isReg() || RI.isSGPRClass(MRI->getRegClass(Src1->getReg())))
1296         return false;
1297
1298       const int64_t Imm = DefMI.getOperand(1).getImm();
1299
1300       // FIXME: This would be a lot easier if we could return a new instruction
1301       // instead of having to modify in place.
1302
1303       // Remove these first since they are at the end.
1304       UseMI.RemoveOperand(
1305           AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::omod));
1306       UseMI.RemoveOperand(
1307           AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::clamp));
1308
1309       if (Opc == AMDGPU::V_MAC_F32_e64) {
1310         UseMI.untieRegOperand(
1311             AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src2));
1312       }
1313
1314       // ChangingToImmediate adds Src2 back to the instruction.
1315       Src2->ChangeToImmediate(Imm);
1316
1317       // These come before src2.
1318       removeModOperands(UseMI);
1319       UseMI.setDesc(get(AMDGPU::V_MADAK_F32));
1320
1321       bool DeleteDef = MRI->hasOneNonDBGUse(Reg);
1322       if (DeleteDef)
1323         DefMI.eraseFromParent();
1324
1325       return true;
1326     }
1327   }
1328
1329   return false;
1330 }
1331
1332 static bool offsetsDoNotOverlap(int WidthA, int OffsetA,
1333                                 int WidthB, int OffsetB) {
1334   int LowOffset = OffsetA < OffsetB ? OffsetA : OffsetB;
1335   int HighOffset = OffsetA < OffsetB ? OffsetB : OffsetA;
1336   int LowWidth = (LowOffset == OffsetA) ? WidthA : WidthB;
1337   return LowOffset + LowWidth <= HighOffset;
1338 }
1339
1340 bool SIInstrInfo::checkInstOffsetsDoNotOverlap(MachineInstr &MIa,
1341                                                MachineInstr &MIb) const {
1342   unsigned BaseReg0, BaseReg1;
1343   int64_t Offset0, Offset1;
1344
1345   if (getMemOpBaseRegImmOfs(MIa, BaseReg0, Offset0, &RI) &&
1346       getMemOpBaseRegImmOfs(MIb, BaseReg1, Offset1, &RI)) {
1347
1348     if (!MIa.hasOneMemOperand() || !MIb.hasOneMemOperand()) {
1349       // FIXME: Handle ds_read2 / ds_write2.
1350       return false;
1351     }
1352     unsigned Width0 = (*MIa.memoperands_begin())->getSize();
1353     unsigned Width1 = (*MIb.memoperands_begin())->getSize();
1354     if (BaseReg0 == BaseReg1 &&
1355         offsetsDoNotOverlap(Width0, Offset0, Width1, Offset1)) {
1356       return true;
1357     }
1358   }
1359
1360   return false;
1361 }
1362
1363 bool SIInstrInfo::areMemAccessesTriviallyDisjoint(MachineInstr &MIa,
1364                                                   MachineInstr &MIb,
1365                                                   AliasAnalysis *AA) const {
1366   assert((MIa.mayLoad() || MIa.mayStore()) &&
1367          "MIa must load from or modify a memory location");
1368   assert((MIb.mayLoad() || MIb.mayStore()) &&
1369          "MIb must load from or modify a memory location");
1370
1371   if (MIa.hasUnmodeledSideEffects() || MIb.hasUnmodeledSideEffects())
1372     return false;
1373
1374   // XXX - Can we relax this between address spaces?
1375   if (MIa.hasOrderedMemoryRef() || MIb.hasOrderedMemoryRef())
1376     return false;
1377
1378   // TODO: Should we check the address space from the MachineMemOperand? That
1379   // would allow us to distinguish objects we know don't alias based on the
1380   // underlying address space, even if it was lowered to a different one,
1381   // e.g. private accesses lowered to use MUBUF instructions on a scratch
1382   // buffer.
1383   if (isDS(MIa)) {
1384     if (isDS(MIb))
1385       return checkInstOffsetsDoNotOverlap(MIa, MIb);
1386
1387     return !isFLAT(MIb);
1388   }
1389
1390   if (isMUBUF(MIa) || isMTBUF(MIa)) {
1391     if (isMUBUF(MIb) || isMTBUF(MIb))
1392       return checkInstOffsetsDoNotOverlap(MIa, MIb);
1393
1394     return !isFLAT(MIb) && !isSMRD(MIb);
1395   }
1396
1397   if (isSMRD(MIa)) {
1398     if (isSMRD(MIb))
1399       return checkInstOffsetsDoNotOverlap(MIa, MIb);
1400
1401     return !isFLAT(MIb) && !isMUBUF(MIa) && !isMTBUF(MIa);
1402   }
1403
1404   if (isFLAT(MIa)) {
1405     if (isFLAT(MIb))
1406       return checkInstOffsetsDoNotOverlap(MIa, MIb);
1407
1408     return false;
1409   }
1410
1411   return false;
1412 }
1413
1414 MachineInstr *SIInstrInfo::convertToThreeAddress(MachineFunction::iterator &MBB,
1415                                                  MachineInstr &MI,
1416                                                  LiveVariables *LV) const {
1417
1418   switch (MI.getOpcode()) {
1419   default:
1420     return nullptr;
1421   case AMDGPU::V_MAC_F32_e64:
1422     break;
1423   case AMDGPU::V_MAC_F32_e32: {
1424     const MachineOperand *Src0 = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::src0);
1425     if (Src0->isImm() && !isInlineConstant(*Src0, 4))
1426       return nullptr;
1427     break;
1428   }
1429   }
1430
1431   const MachineOperand *Dst = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::vdst);
1432   const MachineOperand *Src0 = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::src0);
1433   const MachineOperand *Src1 = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::src1);
1434   const MachineOperand *Src2 = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::src2);
1435
1436   return BuildMI(*MBB, MI, MI.getDebugLoc(), get(AMDGPU::V_MAD_F32))
1437       .addOperand(*Dst)
1438       .addImm(0) // Src0 mods
1439       .addOperand(*Src0)
1440       .addImm(0) // Src1 mods
1441       .addOperand(*Src1)
1442       .addImm(0) // Src mods
1443       .addOperand(*Src2)
1444       .addImm(0)  // clamp
1445       .addImm(0); // omod
1446 }
1447
1448 bool SIInstrInfo::isSchedulingBoundary(const MachineInstr &MI,
1449                                        const MachineBasicBlock *MBB,
1450                                        const MachineFunction &MF) const {
1451   // XXX - Do we want the SP check in the base implementation?
1452
1453   // Target-independent instructions do not have an implicit-use of EXEC, even
1454   // when they operate on VGPRs. Treating EXEC modifications as scheduling
1455   // boundaries prevents incorrect movements of such instructions.
1456   return TargetInstrInfo::isSchedulingBoundary(MI, MBB, MF) ||
1457          MI.modifiesRegister(AMDGPU::EXEC, &RI);
1458 }
1459
1460 bool SIInstrInfo::isInlineConstant(const APInt &Imm) const {
1461   int64_t SVal = Imm.getSExtValue();
1462   if (SVal >= -16 && SVal <= 64)
1463     return true;
1464
1465   if (Imm.getBitWidth() == 64) {
1466     uint64_t Val = Imm.getZExtValue();
1467     return (DoubleToBits(0.0) == Val) ||
1468            (DoubleToBits(1.0) == Val) ||
1469            (DoubleToBits(-1.0) == Val) ||
1470            (DoubleToBits(0.5) == Val) ||
1471            (DoubleToBits(-0.5) == Val) ||
1472            (DoubleToBits(2.0) == Val) ||
1473            (DoubleToBits(-2.0) == Val) ||
1474            (DoubleToBits(4.0) == Val) ||
1475            (DoubleToBits(-4.0) == Val);
1476   }
1477
1478   // The actual type of the operand does not seem to matter as long
1479   // as the bits match one of the inline immediate values.  For example:
1480   //
1481   // -nan has the hexadecimal encoding of 0xfffffffe which is -2 in decimal,
1482   // so it is a legal inline immediate.
1483   //
1484   // 1065353216 has the hexadecimal encoding 0x3f800000 which is 1.0f in
1485   // floating-point, so it is a legal inline immediate.
1486   uint32_t Val = Imm.getZExtValue();
1487
1488   return (FloatToBits(0.0f) == Val) ||
1489          (FloatToBits(1.0f) == Val) ||
1490          (FloatToBits(-1.0f) == Val) ||
1491          (FloatToBits(0.5f) == Val) ||
1492          (FloatToBits(-0.5f) == Val) ||
1493          (FloatToBits(2.0f) == Val) ||
1494          (FloatToBits(-2.0f) == Val) ||
1495          (FloatToBits(4.0f) == Val) ||
1496          (FloatToBits(-4.0f) == Val);
1497 }
1498
1499 bool SIInstrInfo::isInlineConstant(const MachineOperand &MO,
1500                                    unsigned OpSize) const {
1501   if (MO.isImm()) {
1502     // MachineOperand provides no way to tell the true operand size, since it
1503     // only records a 64-bit value. We need to know the size to determine if a
1504     // 32-bit floating point immediate bit pattern is legal for an integer
1505     // immediate. It would be for any 32-bit integer operand, but would not be
1506     // for a 64-bit one.
1507
1508     unsigned BitSize = 8 * OpSize;
1509     return isInlineConstant(APInt(BitSize, MO.getImm(), true));
1510   }
1511
1512   return false;
1513 }
1514
1515 bool SIInstrInfo::isLiteralConstant(const MachineOperand &MO,
1516                                     unsigned OpSize) const {
1517   return MO.isImm() && !isInlineConstant(MO, OpSize);
1518 }
1519
1520 static bool compareMachineOp(const MachineOperand &Op0,
1521                              const MachineOperand &Op1) {
1522   if (Op0.getType() != Op1.getType())
1523     return false;
1524
1525   switch (Op0.getType()) {
1526   case MachineOperand::MO_Register:
1527     return Op0.getReg() == Op1.getReg();
1528   case MachineOperand::MO_Immediate:
1529     return Op0.getImm() == Op1.getImm();
1530   default:
1531     llvm_unreachable("Didn't expect to be comparing these operand types");
1532   }
1533 }
1534
1535 bool SIInstrInfo::isImmOperandLegal(const MachineInstr &MI, unsigned OpNo,
1536                                     const MachineOperand &MO) const {
1537   const MCOperandInfo &OpInfo = get(MI.getOpcode()).OpInfo[OpNo];
1538
1539   assert(MO.isImm() || MO.isTargetIndex() || MO.isFI());
1540
1541   if (OpInfo.OperandType == MCOI::OPERAND_IMMEDIATE)
1542     return true;
1543
1544   if (OpInfo.RegClass < 0)
1545     return false;
1546
1547   unsigned OpSize = RI.getRegClass(OpInfo.RegClass)->getSize();
1548   if (isLiteralConstant(MO, OpSize))
1549     return RI.opCanUseLiteralConstant(OpInfo.OperandType);
1550
1551   return RI.opCanUseInlineConstant(OpInfo.OperandType);
1552 }
1553
1554 bool SIInstrInfo::hasVALU32BitEncoding(unsigned Opcode) const {
1555   int Op32 = AMDGPU::getVOPe32(Opcode);
1556   if (Op32 == -1)
1557     return false;
1558
1559   return pseudoToMCOpcode(Op32) != -1;
1560 }
1561
1562 bool SIInstrInfo::hasModifiers(unsigned Opcode) const {
1563   // The src0_modifier operand is present on all instructions
1564   // that have modifiers.
1565
1566   return AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opcode,
1567                                     AMDGPU::OpName::src0_modifiers) != -1;
1568 }
1569
1570 bool SIInstrInfo::hasModifiersSet(const MachineInstr &MI,
1571                                   unsigned OpName) const {
1572   const MachineOperand *Mods = getNamedOperand(MI, OpName);
1573   return Mods && Mods->getImm();
1574 }
1575
1576 bool SIInstrInfo::usesConstantBus(const MachineRegisterInfo &MRI,
1577                                   const MachineOperand &MO,
1578                                   unsigned OpSize) const {
1579   // Literal constants use the constant bus.
1580   if (isLiteralConstant(MO, OpSize))
1581     return true;
1582
1583   if (!MO.isReg() || !MO.isUse())
1584     return false;
1585
1586   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg()))
1587     return RI.isSGPRClass(MRI.getRegClass(MO.getReg()));
1588
1589   // FLAT_SCR is just an SGPR pair.
1590   if (!MO.isImplicit() && (MO.getReg() == AMDGPU::FLAT_SCR))
1591     return true;
1592
1593   // EXEC register uses the constant bus.
1594   if (!MO.isImplicit() && MO.getReg() == AMDGPU::EXEC)
1595     return true;
1596
1597   // SGPRs use the constant bus
1598   return (MO.getReg() == AMDGPU::VCC || MO.getReg() == AMDGPU::M0 ||
1599           (!MO.isImplicit() &&
1600            (AMDGPU::SGPR_32RegClass.contains(MO.getReg()) ||
1601             AMDGPU::SGPR_64RegClass.contains(MO.getReg()))));
1602 }
1603
1604 static unsigned findImplicitSGPRRead(const MachineInstr &MI) {
1605   for (const MachineOperand &MO : MI.implicit_operands()) {
1606     // We only care about reads.
1607     if (MO.isDef())
1608       continue;
1609
1610     switch (MO.getReg()) {
1611     case AMDGPU::VCC:
1612     case AMDGPU::M0:
1613     case AMDGPU::FLAT_SCR:
1614       return MO.getReg();
1615
1616     default:
1617       break;
1618     }
1619   }
1620
1621   return AMDGPU::NoRegister;
1622 }
1623
1624 static bool shouldReadExec(const MachineInstr &MI) {
1625   if (SIInstrInfo::isVALU(MI)) {
1626     switch (MI.getOpcode()) {
1627     case AMDGPU::V_READLANE_B32:
1628     case AMDGPU::V_READLANE_B32_si:
1629     case AMDGPU::V_READLANE_B32_vi:
1630     case AMDGPU::V_WRITELANE_B32:
1631     case AMDGPU::V_WRITELANE_B32_si:
1632     case AMDGPU::V_WRITELANE_B32_vi:
1633       return false;
1634     }
1635
1636     return true;
1637   }
1638
1639   if (SIInstrInfo::isGenericOpcode(MI.getOpcode()) ||
1640       SIInstrInfo::isSALU(MI) ||
1641       SIInstrInfo::isSMRD(MI))
1642     return false;
1643
1644   return true;
1645 }
1646
1647 bool SIInstrInfo::verifyInstruction(const MachineInstr &MI,
1648                                     StringRef &ErrInfo) const {
1649   uint16_t Opcode = MI.getOpcode();
1650   const MachineRegisterInfo &MRI = MI.getParent()->getParent()->getRegInfo();
1651   int Src0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opcode, AMDGPU::OpName::src0);
1652   int Src1Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opcode, AMDGPU::OpName::src1);
1653   int Src2Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opcode, AMDGPU::OpName::src2);
1654
1655   // Make sure the number of operands is correct.
1656   const MCInstrDesc &Desc = get(Opcode);
1657   if (!Desc.isVariadic() &&
1658       Desc.getNumOperands() != MI.getNumExplicitOperands()) {
1659     ErrInfo = "Instruction has wrong number of operands.";
1660     return false;
1661   }
1662
1663   // Make sure the register classes are correct.
1664   for (int i = 0, e = Desc.getNumOperands(); i != e; ++i) {
1665     if (MI.getOperand(i).isFPImm()) {
1666       ErrInfo = "FPImm Machine Operands are not supported. ISel should bitcast "
1667                 "all fp values to integers.";
1668       return false;
1669     }
1670
1671     int RegClass = Desc.OpInfo[i].RegClass;
1672
1673     switch (Desc.OpInfo[i].OperandType) {
1674     case MCOI::OPERAND_REGISTER:
1675       if (MI.getOperand(i).isImm()) {
1676         ErrInfo = "Illegal immediate value for operand.";
1677         return false;
1678       }
1679       break;
1680     case AMDGPU::OPERAND_REG_IMM32:
1681       break;
1682     case AMDGPU::OPERAND_REG_INLINE_C:
1683       if (isLiteralConstant(MI.getOperand(i),
1684                             RI.getRegClass(RegClass)->getSize())) {
1685         ErrInfo = "Illegal immediate value for operand.";
1686         return false;
1687       }
1688       break;
1689     case MCOI::OPERAND_IMMEDIATE:
1690     case AMDGPU::OPERAND_KIMM32:
1691       // Check if this operand is an immediate.
1692       // FrameIndex operands will be replaced by immediates, so they are
1693       // allowed.
1694       if (!MI.getOperand(i).isImm() && !MI.getOperand(i).isFI()) {
1695         ErrInfo = "Expected immediate, but got non-immediate";
1696         return false;
1697       }
1698       // Fall-through
1699     default:
1700       continue;
1701     }
1702
1703     if (!MI.getOperand(i).isReg())
1704       continue;
1705
1706     if (RegClass != -1) {
1707       unsigned Reg = MI.getOperand(i).getReg();
1708       if (Reg == AMDGPU::NoRegister ||
1709           TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
1710         continue;
1711
1712       const TargetRegisterClass *RC = RI.getRegClass(RegClass);
1713       if (!RC->contains(Reg)) {
1714         ErrInfo = "Operand has incorrect register class.";
1715         return false;
1716       }
1717     }
1718   }
1719
1720   // Verify VOP*
1721   if (isVOP1(MI) || isVOP2(MI) || isVOP3(MI) || isVOPC(MI)) {
1722     // Only look at the true operands. Only a real operand can use the constant
1723     // bus, and we don't want to check pseudo-operands like the source modifier
1724     // flags.
1725     const int OpIndices[] = { Src0Idx, Src1Idx, Src2Idx };
1726
1727     unsigned ConstantBusCount = 0;
1728
1729     if (AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opcode, AMDGPU::OpName::imm) != -1)
1730       ++ConstantBusCount;
1731
1732     unsigned SGPRUsed = findImplicitSGPRRead(MI);
1733     if (SGPRUsed != AMDGPU::NoRegister)
1734       ++ConstantBusCount;
1735
1736     for (int OpIdx : OpIndices) {
1737       if (OpIdx == -1)
1738         break;
1739       const MachineOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
1740       if (usesConstantBus(MRI, MO, getOpSize(Opcode, OpIdx))) {
1741         if (MO.isReg()) {
1742           if (MO.getReg() != SGPRUsed)
1743             ++ConstantBusCount;
1744           SGPRUsed = MO.getReg();
1745         } else {
1746           ++ConstantBusCount;
1747         }
1748       }
1749     }
1750     if (ConstantBusCount > 1) {
1751       ErrInfo = "VOP* instruction uses the constant bus more than once";
1752       return false;
1753     }
1754   }
1755
1756   // Verify misc. restrictions on specific instructions.
1757   if (Desc.getOpcode() == AMDGPU::V_DIV_SCALE_F32 ||
1758       Desc.getOpcode() == AMDGPU::V_DIV_SCALE_F64) {
1759     const MachineOperand &Src0 = MI.getOperand(Src0Idx);
1760     const MachineOperand &Src1 = MI.getOperand(Src1Idx);
1761     const MachineOperand &Src2 = MI.getOperand(Src2Idx);
1762     if (Src0.isReg() && Src1.isReg() && Src2.isReg()) {
1763       if (!compareMachineOp(Src0, Src1) &&
1764           !compareMachineOp(Src0, Src2)) {
1765         ErrInfo = "v_div_scale_{f32|f64} require src0 = src1 or src2";
1766         return false;
1767       }
1768     }
1769   }
1770
1771   // Make sure we aren't losing exec uses in the td files. This mostly requires
1772   // being careful when using let Uses to try to add other use registers.
1773   if (shouldReadExec(MI)) {
1774     if (!MI.hasRegisterImplicitUseOperand(AMDGPU::EXEC)) {
1775       ErrInfo = "VALU instruction does not implicitly read exec mask";
1776       return false;
1777     }
1778   }
1779
1780   return true;
1781 }
1782
1783 unsigned SIInstrInfo::getVALUOp(const MachineInstr &MI) {
1784   switch (MI.getOpcode()) {
1785   default: return AMDGPU::INSTRUCTION_LIST_END;
1786   case AMDGPU::REG_SEQUENCE: return AMDGPU::REG_SEQUENCE;
1787   case AMDGPU::COPY: return AMDGPU::COPY;
1788   case AMDGPU::PHI: return AMDGPU::PHI;
1789   case AMDGPU::INSERT_SUBREG: return AMDGPU::INSERT_SUBREG;
1790   case AMDGPU::S_MOV_B32:
1791     return MI.getOperand(1).isReg() ?
1792            AMDGPU::COPY : AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
1793   case AMDGPU::S_ADD_I32:
1794   case AMDGPU::S_ADD_U32: return AMDGPU::V_ADD_I32_e32;
1795   case AMDGPU::S_ADDC_U32: return AMDGPU::V_ADDC_U32_e32;
1796   case AMDGPU::S_SUB_I32:
1797   case AMDGPU::S_SUB_U32: return AMDGPU::V_SUB_I32_e32;
1798   case AMDGPU::S_SUBB_U32: return AMDGPU::V_SUBB_U32_e32;
1799   case AMDGPU::S_MUL_I32: return AMDGPU::V_MUL_LO_I32;
1800   case AMDGPU::S_AND_B32: return AMDGPU::V_AND_B32_e32;
1801   case AMDGPU::S_OR_B32: return AMDGPU::V_OR_B32_e32;
1802   case AMDGPU::S_XOR_B32: return AMDGPU::V_XOR_B32_e32;
1803   case AMDGPU::S_MIN_I32: return AMDGPU::V_MIN_I32_e32;
1804   case AMDGPU::S_MIN_U32: return AMDGPU::V_MIN_U32_e32;
1805   case AMDGPU::S_MAX_I32: return AMDGPU::V_MAX_I32_e32;
1806   case AMDGPU::S_MAX_U32: return AMDGPU::V_MAX_U32_e32;
1807   case AMDGPU::S_ASHR_I32: return AMDGPU::V_ASHR_I32_e32;
1808   case AMDGPU::S_ASHR_I64: return AMDGPU::V_ASHR_I64;
1809   case AMDGPU::S_LSHL_B32: return AMDGPU::V_LSHL_B32_e32;
1810   case AMDGPU::S_LSHL_B64: return AMDGPU::V_LSHL_B64;
1811   case AMDGPU::S_LSHR_B32: return AMDGPU::V_LSHR_B32_e32;
1812   case AMDGPU::S_LSHR_B64: return AMDGPU::V_LSHR_B64;
1813   case AMDGPU::S_SEXT_I32_I8: return AMDGPU::V_BFE_I32;
1814   case AMDGPU::S_SEXT_I32_I16: return AMDGPU::V_BFE_I32;
1815   case AMDGPU::S_BFE_U32: return AMDGPU::V_BFE_U32;
1816   case AMDGPU::S_BFE_I32: return AMDGPU::V_BFE_I32;
1817   case AMDGPU::S_BFM_B32: return AMDGPU::V_BFM_B32_e64;
1818   case AMDGPU::S_BREV_B32: return AMDGPU::V_BFREV_B32_e32;
1819   case AMDGPU::S_NOT_B32: return AMDGPU::V_NOT_B32_e32;
1820   case AMDGPU::S_NOT_B64: return AMDGPU::V_NOT_B32_e32;
1821   case AMDGPU::S_CMP_EQ_I32: return AMDGPU::V_CMP_EQ_I32_e32;
1822   case AMDGPU::S_CMP_LG_I32: return AMDGPU::V_CMP_NE_I32_e32;
1823   case AMDGPU::S_CMP_GT_I32: return AMDGPU::V_CMP_GT_I32_e32;
1824   case AMDGPU::S_CMP_GE_I32: return AMDGPU::V_CMP_GE_I32_e32;
1825   case AMDGPU::S_CMP_LT_I32: return AMDGPU::V_CMP_LT_I32_e32;
1826   case AMDGPU::S_CMP_LE_I32: return AMDGPU::V_CMP_LE_I32_e32;
1827   case AMDGPU::S_CMP_EQ_U32: return AMDGPU::V_CMP_EQ_U32_e32;
1828   case AMDGPU::S_CMP_LG_U32: return AMDGPU::V_CMP_NE_U32_e32;
1829   case AMDGPU::S_CMP_GT_U32: return AMDGPU::V_CMP_GT_U32_e32;
1830   case AMDGPU::S_CMP_GE_U32: return AMDGPU::V_CMP_GE_U32_e32;
1831   case AMDGPU::S_CMP_LT_U32: return AMDGPU::V_CMP_LT_U32_e32;
1832   case AMDGPU::S_CMP_LE_U32: return AMDGPU::V_CMP_LE_U32_e32;
1833   case AMDGPU::S_BCNT1_I32_B32: return AMDGPU::V_BCNT_U32_B32_e64;
1834   case AMDGPU::S_FF1_I32_B32: return AMDGPU::V_FFBL_B32_e32;
1835   case AMDGPU::S_FLBIT_I32_B32: return AMDGPU::V_FFBH_U32_e32;
1836   case AMDGPU::S_FLBIT_I32: return AMDGPU::V_FFBH_I32_e64;
1837   case AMDGPU::S_CBRANCH_SCC0: return AMDGPU::S_CBRANCH_VCCZ;
1838   case AMDGPU::S_CBRANCH_SCC1: return AMDGPU::S_CBRANCH_VCCNZ;
1839   }
1840 }
1841
1842 bool SIInstrInfo::isSALUOpSupportedOnVALU(const MachineInstr &MI) const {
1843   return getVALUOp(MI) != AMDGPU::INSTRUCTION_LIST_END;
1844 }
1845
1846 const TargetRegisterClass *SIInstrInfo::getOpRegClass(const MachineInstr &MI,
1847                                                       unsigned OpNo) const {
1848   const MachineRegisterInfo &MRI = MI.getParent()->getParent()->getRegInfo();
1849   const MCInstrDesc &Desc = get(MI.getOpcode());
1850   if (MI.isVariadic() || OpNo >= Desc.getNumOperands() ||
1851       Desc.OpInfo[OpNo].RegClass == -1) {
1852     unsigned Reg = MI.getOperand(OpNo).getReg();
1853
1854     if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
1855       return MRI.getRegClass(Reg);
1856     return RI.getPhysRegClass(Reg);
1857   }
1858
1859   unsigned RCID = Desc.OpInfo[OpNo].RegClass;
1860   return RI.getRegClass(RCID);
1861 }
1862
1863 bool SIInstrInfo::canReadVGPR(const MachineInstr &MI, unsigned OpNo) const {
1864   switch (MI.getOpcode()) {
1865   case AMDGPU::COPY:
1866   case AMDGPU::REG_SEQUENCE:
1867   case AMDGPU::PHI:
1868   case AMDGPU::INSERT_SUBREG:
1869     return RI.hasVGPRs(getOpRegClass(MI, 0));
1870   default:
1871     return RI.hasVGPRs(getOpRegClass(MI, OpNo));
1872   }
1873 }
1874
1875 void SIInstrInfo::legalizeOpWithMove(MachineInstr &MI, unsigned OpIdx) const {
1876   MachineBasicBlock::iterator I = MI;
1877   MachineBasicBlock *MBB = MI.getParent();
1878   MachineOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
1879   MachineRegisterInfo &MRI = MBB->getParent()->getRegInfo();
1880   unsigned RCID = get(MI.getOpcode()).OpInfo[OpIdx].RegClass;
1881   const TargetRegisterClass *RC = RI.getRegClass(RCID);
1882   unsigned Opcode = AMDGPU::V_MOV_B32_e32;
1883   if (MO.isReg())
1884     Opcode = AMDGPU::COPY;
1885   else if (RI.isSGPRClass(RC))
1886     Opcode = AMDGPU::S_MOV_B32;
1887
1888   const TargetRegisterClass *VRC = RI.getEquivalentVGPRClass(RC);
1889   if (RI.getCommonSubClass(&AMDGPU::VReg_64RegClass, VRC))
1890     VRC = &AMDGPU::VReg_64RegClass;
1891   else
1892     VRC = &AMDGPU::VGPR_32RegClass;
1893
1894   unsigned Reg = MRI.createVirtualRegister(VRC);
1895   DebugLoc DL = MBB->findDebugLoc(I);
1896   BuildMI(*MI.getParent(), I, DL, get(Opcode), Reg).addOperand(MO);
1897   MO.ChangeToRegister(Reg, false);
1898 }
1899
1900 unsigned SIInstrInfo::buildExtractSubReg(MachineBasicBlock::iterator MI,
1901                                          MachineRegisterInfo &MRI,
1902                                          MachineOperand &SuperReg,
1903                                          const TargetRegisterClass *SuperRC,
1904                                          unsigned SubIdx,
1905                                          const TargetRegisterClass *SubRC)
1906                                          const {
1907   MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
1908   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
1909   unsigned SubReg = MRI.createVirtualRegister(SubRC);
1910
1911   if (SuperReg.getSubReg() == AMDGPU::NoSubRegister) {
1912     BuildMI(*MBB, MI, DL, get(TargetOpcode::COPY), SubReg)
1913       .addReg(SuperReg.getReg(), 0, SubIdx);
1914     return SubReg;
1915   }
1916
1917   // Just in case the super register is itself a sub-register, copy it to a new
1918   // value so we don't need to worry about merging its subreg index with the
1919   // SubIdx passed to this function. The register coalescer should be able to
1920   // eliminate this extra copy.
1921   unsigned NewSuperReg = MRI.createVirtualRegister(SuperRC);
1922
1923   BuildMI(*MBB, MI, DL, get(TargetOpcode::COPY), NewSuperReg)
1924     .addReg(SuperReg.getReg(), 0, SuperReg.getSubReg());
1925
1926   BuildMI(*MBB, MI, DL, get(TargetOpcode::COPY), SubReg)
1927     .addReg(NewSuperReg, 0, SubIdx);
1928
1929   return SubReg;
1930 }
1931
1932 MachineOperand SIInstrInfo::buildExtractSubRegOrImm(
1933   MachineBasicBlock::iterator MII,
1934   MachineRegisterInfo &MRI,
1935   MachineOperand &Op,
1936   const TargetRegisterClass *SuperRC,
1937   unsigned SubIdx,
1938   const TargetRegisterClass *SubRC) const {
1939   if (Op.isImm()) {
1940     // XXX - Is there a better way to do this?
1941     if (SubIdx == AMDGPU::sub0)
1942       return MachineOperand::CreateImm(Op.getImm() & 0xFFFFFFFF);
1943     if (SubIdx == AMDGPU::sub1)
1944       return MachineOperand::CreateImm(Op.getImm() >> 32);
1945
1946     llvm_unreachable("Unhandled register index for immediate");
1947   }
1948
1949   unsigned SubReg = buildExtractSubReg(MII, MRI, Op, SuperRC,
1950                                        SubIdx, SubRC);
1951   return MachineOperand::CreateReg(SubReg, false);
1952 }
1953
1954 // Change the order of operands from (0, 1, 2) to (0, 2, 1)
1955 void SIInstrInfo::swapOperands(MachineInstr &Inst) const {
1956   assert(Inst.getNumExplicitOperands() == 3);
1957   MachineOperand Op1 = Inst.getOperand(1);
1958   Inst.RemoveOperand(1);
1959   Inst.addOperand(Op1);
1960 }
1961
1962 bool SIInstrInfo::isLegalRegOperand(const MachineRegisterInfo &MRI,
1963                                     const MCOperandInfo &OpInfo,
1964                                     const MachineOperand &MO) const {
1965   if (!MO.isReg())
1966     return false;
1967
1968   unsigned Reg = MO.getReg();
1969   const TargetRegisterClass *RC =
1970     TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) ?
1971     MRI.getRegClass(Reg) :
1972     RI.getPhysRegClass(Reg);
1973
1974   const SIRegisterInfo *TRI =
1975       static_cast<const SIRegisterInfo*>(MRI.getTargetRegisterInfo());
1976   RC = TRI->getSubRegClass(RC, MO.getSubReg());
1977
1978   // In order to be legal, the common sub-class must be equal to the
1979   // class of the current operand.  For example:
1980   //
1981   // v_mov_b32 s0 ; Operand defined as vsrc_32
1982   //              ; RI.getCommonSubClass(s0,vsrc_32) = sgpr ; LEGAL
1983   //
1984   // s_sendmsg 0, s0 ; Operand defined as m0reg
1985   //                 ; RI.getCommonSubClass(s0,m0reg) = m0reg ; NOT LEGAL
1986
1987   return RI.getCommonSubClass(RC, RI.getRegClass(OpInfo.RegClass)) == RC;
1988 }
1989
1990 bool SIInstrInfo::isLegalVSrcOperand(const MachineRegisterInfo &MRI,
1991                                      const MCOperandInfo &OpInfo,
1992                                      const MachineOperand &MO) const {
1993   if (MO.isReg())
1994     return isLegalRegOperand(MRI, OpInfo, MO);
1995
1996   // Handle non-register types that are treated like immediates.
1997   assert(MO.isImm() || MO.isTargetIndex() || MO.isFI());
1998   return true;
1999 }
2000
2001 bool SIInstrInfo::isOperandLegal(const MachineInstr &MI, unsigned OpIdx,
2002                                  const MachineOperand *MO) const {
2003   const MachineRegisterInfo &MRI = MI.getParent()->getParent()->getRegInfo();
2004   const MCInstrDesc &InstDesc = MI.getDesc();
2005   const MCOperandInfo &OpInfo = InstDesc.OpInfo[OpIdx];
2006   const TargetRegisterClass *DefinedRC =
2007       OpInfo.RegClass != -1 ? RI.getRegClass(OpInfo.RegClass) : nullptr;
2008   if (!MO)
2009     MO = &MI.getOperand(OpIdx);
2010
2011   if (isVALU(MI) && usesConstantBus(MRI, *MO, DefinedRC->getSize())) {
2012
2013     RegSubRegPair SGPRUsed;
2014     if (MO->isReg())
2015       SGPRUsed = RegSubRegPair(MO->getReg(), MO->getSubReg());
2016
2017     for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
2018       if (i == OpIdx)
2019         continue;
2020       const MachineOperand &Op = MI.getOperand(i);
2021       if (Op.isReg()) {
2022         if ((Op.getReg() != SGPRUsed.Reg || Op.getSubReg() != SGPRUsed.SubReg) &&
2023             usesConstantBus(MRI, Op, getOpSize(MI, i))) {
2024           return false;
2025         }
2026       } else if (InstDesc.OpInfo[i].OperandType == AMDGPU::OPERAND_KIMM32) {
2027         return false;
2028       }
2029     }
2030   }
2031
2032   if (MO->isReg()) {
2033     assert(DefinedRC);
2034     return isLegalRegOperand(MRI, OpInfo, *MO);
2035   }
2036
2037   // Handle non-register types that are treated like immediates.
2038   assert(MO->isImm() || MO->isTargetIndex() || MO->isFI());
2039
2040   if (!DefinedRC) {
2041     // This operand expects an immediate.
2042     return true;
2043   }
2044
2045   return isImmOperandLegal(MI, OpIdx, *MO);
2046 }
2047
2048 void SIInstrInfo::legalizeOperandsVOP2(MachineRegisterInfo &MRI,
2049                                        MachineInstr &MI) const {
2050   unsigned Opc = MI.getOpcode();
2051   const MCInstrDesc &InstrDesc = get(Opc);
2052
2053   int Src1Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src1);
2054   MachineOperand &Src1 = MI.getOperand(Src1Idx);
2055
2056   // If there is an implicit SGPR use such as VCC use for v_addc_u32/v_subb_u32
2057   // we need to only have one constant bus use.
2058   //
2059   // Note we do not need to worry about literal constants here. They are
2060   // disabled for the operand type for instructions because they will always
2061   // violate the one constant bus use rule.
2062   bool HasImplicitSGPR = findImplicitSGPRRead(MI) != AMDGPU::NoRegister;
2063   if (HasImplicitSGPR) {
2064     int Src0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src0);
2065     MachineOperand &Src0 = MI.getOperand(Src0Idx);
2066
2067     if (Src0.isReg() && RI.isSGPRReg(MRI, Src0.getReg()))
2068       legalizeOpWithMove(MI, Src0Idx);
2069   }
2070
2071   // VOP2 src0 instructions support all operand types, so we don't need to check
2072   // their legality. If src1 is already legal, we don't need to do anything.
2073   if (isLegalRegOperand(MRI, InstrDesc.OpInfo[Src1Idx], Src1))
2074     return;
2075
2076   // We do not use commuteInstruction here because it is too aggressive and will
2077   // commute if it is possible. We only want to commute here if it improves
2078   // legality. This can be called a fairly large number of times so don't waste
2079   // compile time pointlessly swapping and checking legality again.
2080   if (HasImplicitSGPR || !MI.isCommutable()) {
2081     legalizeOpWithMove(MI, Src1Idx);
2082     return;
2083   }
2084
2085   int Src0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src0);
2086   MachineOperand &Src0 = MI.getOperand(Src0Idx);
2087
2088   // If src0 can be used as src1, commuting will make the operands legal.
2089   // Otherwise we have to give up and insert a move.
2090   //
2091   // TODO: Other immediate-like operand kinds could be commuted if there was a
2092   // MachineOperand::ChangeTo* for them.
2093   if ((!Src1.isImm() && !Src1.isReg()) ||
2094       !isLegalRegOperand(MRI, InstrDesc.OpInfo[Src1Idx], Src0)) {
2095     legalizeOpWithMove(MI, Src1Idx);
2096     return;
2097   }
2098
2099   int CommutedOpc = commuteOpcode(MI);
2100   if (CommutedOpc == -1) {
2101     legalizeOpWithMove(MI, Src1Idx);
2102     return;
2103   }
2104
2105   MI.setDesc(get(CommutedOpc));
2106
2107   unsigned Src0Reg = Src0.getReg();
2108   unsigned Src0SubReg = Src0.getSubReg();
2109   bool Src0Kill = Src0.isKill();
2110
2111   if (Src1.isImm())
2112     Src0.ChangeToImmediate(Src1.getImm());
2113   else if (Src1.isReg()) {
2114     Src0.ChangeToRegister(Src1.getReg(), false, false, Src1.isKill());
2115     Src0.setSubReg(Src1.getSubReg());
2116   } else
2117     llvm_unreachable("Should only have register or immediate operands");
2118
2119   Src1.ChangeToRegister(Src0Reg, false, false, Src0Kill);
2120   Src1.setSubReg(Src0SubReg);
2121 }
2122
2123 // Legalize VOP3 operands. Because all operand types are supported for any
2124 // operand, and since literal constants are not allowed and should never be
2125 // seen, we only need to worry about inserting copies if we use multiple SGPR
2126 // operands.
2127 void SIInstrInfo::legalizeOperandsVOP3(MachineRegisterInfo &MRI,
2128                                        MachineInstr &MI) const {
2129   unsigned Opc = MI.getOpcode();
2130
2131   int VOP3Idx[3] = {
2132     AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src0),
2133     AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src1),
2134     AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src2)
2135   };
2136
2137   // Find the one SGPR operand we are allowed to use.
2138   unsigned SGPRReg = findUsedSGPR(MI, VOP3Idx);
2139
2140   for (unsigned i = 0; i < 3; ++i) {
2141     int Idx = VOP3Idx[i];
2142     if (Idx == -1)
2143       break;
2144     MachineOperand &MO = MI.getOperand(Idx);
2145
2146     // We should never see a VOP3 instruction with an illegal immediate operand.
2147     if (!MO.isReg())
2148       continue;
2149
2150     if (!RI.isSGPRClass(MRI.getRegClass(MO.getReg())))
2151       continue; // VGPRs are legal
2152
2153     if (SGPRReg == AMDGPU::NoRegister || SGPRReg == MO.getReg()) {
2154       SGPRReg = MO.getReg();
2155       // We can use one SGPR in each VOP3 instruction.
2156       continue;
2157     }
2158
2159     // If we make it this far, then the operand is not legal and we must
2160     // legalize it.
2161     legalizeOpWithMove(MI, Idx);
2162   }
2163 }
2164
2165 unsigned SIInstrInfo::readlaneVGPRToSGPR(unsigned SrcReg, MachineInstr &UseMI,
2166                                          MachineRegisterInfo &MRI) const {
2167   const TargetRegisterClass *VRC = MRI.getRegClass(SrcReg);
2168   const TargetRegisterClass *SRC = RI.getEquivalentSGPRClass(VRC);
2169   unsigned DstReg = MRI.createVirtualRegister(SRC);
2170   unsigned SubRegs = VRC->getSize() / 4;
2171
2172   SmallVector<unsigned, 8> SRegs;
2173   for (unsigned i = 0; i < SubRegs; ++i) {
2174     unsigned SGPR = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
2175     BuildMI(*UseMI.getParent(), UseMI, UseMI.getDebugLoc(),
2176             get(AMDGPU::V_READFIRSTLANE_B32), SGPR)
2177         .addReg(SrcReg, 0, RI.getSubRegFromChannel(i));
2178     SRegs.push_back(SGPR);
2179   }
2180
2181   MachineInstrBuilder MIB =
2182       BuildMI(*UseMI.getParent(), UseMI, UseMI.getDebugLoc(),
2183               get(AMDGPU::REG_SEQUENCE), DstReg);
2184   for (unsigned i = 0; i < SubRegs; ++i) {
2185     MIB.addReg(SRegs[i]);
2186     MIB.addImm(RI.getSubRegFromChannel(i));
2187   }
2188   return DstReg;
2189 }
2190
2191 void SIInstrInfo::legalizeOperandsSMRD(MachineRegisterInfo &MRI,
2192                                        MachineInstr &MI) const {
2193
2194   // If the pointer is store in VGPRs, then we need to move them to
2195   // SGPRs using v_readfirstlane.  This is safe because we only select
2196   // loads with uniform pointers to SMRD instruction so we know the
2197   // pointer value is uniform.
2198   MachineOperand *SBase = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::sbase);
2199   if (SBase && !RI.isSGPRClass(MRI.getRegClass(SBase->getReg()))) {
2200       unsigned SGPR = readlaneVGPRToSGPR(SBase->getReg(), MI, MRI);
2201       SBase->setReg(SGPR);
2202   }
2203 }
2204
2205 void SIInstrInfo::legalizeOperands(MachineInstr &MI) const {
2206   MachineFunction &MF = *MI.getParent()->getParent();
2207   MachineRegisterInfo &MRI = MF.getRegInfo();
2208
2209   // Legalize VOP2
2210   if (isVOP2(MI) || isVOPC(MI)) {
2211     legalizeOperandsVOP2(MRI, MI);
2212     return;
2213   }
2214
2215   // Legalize VOP3
2216   if (isVOP3(MI)) {
2217     legalizeOperandsVOP3(MRI, MI);
2218     return;
2219   }
2220
2221   // Legalize SMRD
2222   if (isSMRD(MI)) {
2223     legalizeOperandsSMRD(MRI, MI);
2224     return;
2225   }
2226
2227   // Legalize REG_SEQUENCE and PHI
2228   // The register class of the operands much be the same type as the register
2229   // class of the output.
2230   if (MI.getOpcode() == AMDGPU::PHI) {
2231     const TargetRegisterClass *RC = nullptr, *SRC = nullptr, *VRC = nullptr;
2232     for (unsigned i = 1, e = MI.getNumOperands(); i != e; i += 2) {
2233       if (!MI.getOperand(i).isReg() ||
2234           !TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MI.getOperand(i).getReg()))
2235         continue;
2236       const TargetRegisterClass *OpRC =
2237           MRI.getRegClass(MI.getOperand(i).getReg());
2238       if (RI.hasVGPRs(OpRC)) {
2239         VRC = OpRC;
2240       } else {
2241         SRC = OpRC;
2242       }
2243     }
2244
2245     // If any of the operands are VGPR registers, then they all most be
2246     // otherwise we will create illegal VGPR->SGPR copies when legalizing
2247     // them.
2248     if (VRC || !RI.isSGPRClass(getOpRegClass(MI, 0))) {
2249       if (!VRC) {
2250         assert(SRC);
2251         VRC = RI.getEquivalentVGPRClass(SRC);
2252       }
2253       RC = VRC;
2254     } else {
2255       RC = SRC;
2256     }
2257
2258     // Update all the operands so they have the same type.
2259     for (unsigned I = 1, E = MI.getNumOperands(); I != E; I += 2) {
2260       MachineOperand &Op = MI.getOperand(I);
2261       if (!Op.isReg() || !TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Op.getReg()))
2262         continue;
2263       unsigned DstReg = MRI.createVirtualRegister(RC);
2264
2265       // MI is a PHI instruction.
2266       MachineBasicBlock *InsertBB = MI.getOperand(I + 1).getMBB();
2267       MachineBasicBlock::iterator Insert = InsertBB->getFirstTerminator();
2268
2269       BuildMI(*InsertBB, Insert, MI.getDebugLoc(), get(AMDGPU::COPY), DstReg)
2270           .addOperand(Op);
2271       Op.setReg(DstReg);
2272     }
2273   }
2274
2275   // REG_SEQUENCE doesn't really require operand legalization, but if one has a
2276   // VGPR dest type and SGPR sources, insert copies so all operands are
2277   // VGPRs. This seems to help operand folding / the register coalescer.
2278   if (MI.getOpcode() == AMDGPU::REG_SEQUENCE) {
2279     MachineBasicBlock *MBB = MI.getParent();
2280     const TargetRegisterClass *DstRC = getOpRegClass(MI, 0);
2281     if (RI.hasVGPRs(DstRC)) {
2282       // Update all the operands so they are VGPR register classes. These may
2283       // not be the same register class because REG_SEQUENCE supports mixing
2284       // subregister index types e.g. sub0_sub1 + sub2 + sub3
2285       for (unsigned I = 1, E = MI.getNumOperands(); I != E; I += 2) {
2286         MachineOperand &Op = MI.getOperand(I);
2287         if (!Op.isReg() || !TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Op.getReg()))
2288           continue;
2289
2290         const TargetRegisterClass *OpRC = MRI.getRegClass(Op.getReg());
2291         const TargetRegisterClass *VRC = RI.getEquivalentVGPRClass(OpRC);
2292         if (VRC == OpRC)
2293           continue;
2294
2295         unsigned DstReg = MRI.createVirtualRegister(VRC);
2296
2297         BuildMI(*MBB, MI, MI.getDebugLoc(), get(AMDGPU::COPY), DstReg)
2298             .addOperand(Op);
2299
2300         Op.setReg(DstReg);
2301         Op.setIsKill();
2302       }
2303     }
2304
2305     return;
2306   }
2307
2308   // Legalize INSERT_SUBREG
2309   // src0 must have the same register class as dst
2310   if (MI.getOpcode() == AMDGPU::INSERT_SUBREG) {
2311     unsigned Dst = MI.getOperand(0).getReg();
2312     unsigned Src0 = MI.getOperand(1).getReg();
2313     const TargetRegisterClass *DstRC = MRI.getRegClass(Dst);
2314     const TargetRegisterClass *Src0RC = MRI.getRegClass(Src0);
2315     if (DstRC != Src0RC) {
2316       MachineBasicBlock &MBB = *MI.getParent();
2317       unsigned NewSrc0 = MRI.createVirtualRegister(DstRC);
2318       BuildMI(MBB, MI, MI.getDebugLoc(), get(AMDGPU::COPY), NewSrc0)
2319           .addReg(Src0);
2320       MI.getOperand(1).setReg(NewSrc0);
2321     }
2322     return;
2323   }
2324
2325   // Legalize MIMG and MUBUF/MTBUF for shaders.
2326   //
2327   // Shaders only generate MUBUF/MTBUF instructions via intrinsics or via
2328   // scratch memory access. In both cases, the legalization never involves
2329   // conversion to the addr64 form.
2330   if (isMIMG(MI) ||
2331       (AMDGPU::isShader(MF.getFunction()->getCallingConv()) &&
2332        (isMUBUF(MI) || isMTBUF(MI)))) {
2333     MachineOperand *SRsrc = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::srsrc);
2334     if (SRsrc && !RI.isSGPRClass(MRI.getRegClass(SRsrc->getReg()))) {
2335       unsigned SGPR = readlaneVGPRToSGPR(SRsrc->getReg(), MI, MRI);
2336       SRsrc->setReg(SGPR);
2337     }
2338
2339     MachineOperand *SSamp = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::ssamp);
2340     if (SSamp && !RI.isSGPRClass(MRI.getRegClass(SSamp->getReg()))) {
2341       unsigned SGPR = readlaneVGPRToSGPR(SSamp->getReg(), MI, MRI);
2342       SSamp->setReg(SGPR);
2343     }
2344     return;
2345   }
2346
2347   // Legalize MUBUF* instructions by converting to addr64 form.
2348   // FIXME: If we start using the non-addr64 instructions for compute, we
2349   // may need to legalize them as above. This especially applies to the
2350   // buffer_load_format_* variants and variants with idxen (or bothen).
2351   int SRsrcIdx =
2352       AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI.getOpcode(), AMDGPU::OpName::srsrc);
2353   if (SRsrcIdx != -1) {
2354     // We have an MUBUF instruction
2355     MachineOperand *SRsrc = &MI.getOperand(SRsrcIdx);
2356     unsigned SRsrcRC = get(MI.getOpcode()).OpInfo[SRsrcIdx].RegClass;
2357     if (RI.getCommonSubClass(MRI.getRegClass(SRsrc->getReg()),
2358                                              RI.getRegClass(SRsrcRC))) {
2359       // The operands are legal.
2360       // FIXME: We may need to legalize operands besided srsrc.
2361       return;
2362     }
2363
2364     MachineBasicBlock &MBB = *MI.getParent();
2365
2366     // Extract the ptr from the resource descriptor.
2367     unsigned SRsrcPtr = buildExtractSubReg(MI, MRI, *SRsrc,
2368       &AMDGPU::VReg_128RegClass, AMDGPU::sub0_sub1, &AMDGPU::VReg_64RegClass);
2369
2370     // Create an empty resource descriptor
2371     unsigned Zero64 = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_64RegClass);
2372     unsigned SRsrcFormatLo = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
2373     unsigned SRsrcFormatHi = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SGPR_32RegClass);
2374     unsigned NewSRsrc = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::SReg_128RegClass);
2375     uint64_t RsrcDataFormat = getDefaultRsrcDataFormat();
2376
2377     // Zero64 = 0
2378     BuildMI(MBB, MI, MI.getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B64), Zero64)
2379         .addImm(0);
2380
2381     // SRsrcFormatLo = RSRC_DATA_FORMAT{31-0}
2382     BuildMI(MBB, MI, MI.getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32), SRsrcFormatLo)
2383         .addImm(RsrcDataFormat & 0xFFFFFFFF);
2384
2385     // SRsrcFormatHi = RSRC_DATA_FORMAT{63-32}
2386     BuildMI(MBB, MI, MI.getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_MOV_B32), SRsrcFormatHi)
2387         .addImm(RsrcDataFormat >> 32);
2388
2389     // NewSRsrc = {Zero64, SRsrcFormat}
2390     BuildMI(MBB, MI, MI.getDebugLoc(), get(AMDGPU::REG_SEQUENCE), NewSRsrc)
2391         .addReg(Zero64)
2392         .addImm(AMDGPU::sub0_sub1)
2393         .addReg(SRsrcFormatLo)
2394         .addImm(AMDGPU::sub2)
2395         .addReg(SRsrcFormatHi)
2396         .addImm(AMDGPU::sub3);
2397
2398     MachineOperand *VAddr = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::vaddr);
2399     unsigned NewVAddr = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VReg_64RegClass);
2400     if (VAddr) {
2401       // This is already an ADDR64 instruction so we need to add the pointer
2402       // extracted from the resource descriptor to the current value of VAddr.
2403       unsigned NewVAddrLo = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
2404       unsigned NewVAddrHi = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
2405
2406       // NewVaddrLo = SRsrcPtr:sub0 + VAddr:sub0
2407       DebugLoc DL = MI.getDebugLoc();
2408       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_ADD_I32_e32), NewVAddrLo)
2409         .addReg(SRsrcPtr, 0, AMDGPU::sub0)
2410         .addReg(VAddr->getReg(), 0, AMDGPU::sub0);
2411
2412       // NewVaddrHi = SRsrcPtr:sub1 + VAddr:sub1
2413       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_ADDC_U32_e32), NewVAddrHi)
2414         .addReg(SRsrcPtr, 0, AMDGPU::sub1)
2415         .addReg(VAddr->getReg(), 0, AMDGPU::sub1);
2416
2417       // NewVaddr = {NewVaddrHi, NewVaddrLo}
2418       BuildMI(MBB, MI, MI.getDebugLoc(), get(AMDGPU::REG_SEQUENCE), NewVAddr)
2419           .addReg(NewVAddrLo)
2420           .addImm(AMDGPU::sub0)
2421           .addReg(NewVAddrHi)
2422           .addImm(AMDGPU::sub1);
2423     } else {
2424       // This instructions is the _OFFSET variant, so we need to convert it to
2425       // ADDR64.
2426       assert(MBB.getParent()->getSubtarget<SISubtarget>().getGeneration()
2427              < SISubtarget::VOLCANIC_ISLANDS &&
2428              "FIXME: Need to emit flat atomics here");
2429
2430       MachineOperand *VData = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::vdata);
2431       MachineOperand *Offset = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::offset);
2432       MachineOperand *SOffset = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::soffset);
2433       unsigned Addr64Opcode = AMDGPU::getAddr64Inst(MI.getOpcode());
2434
2435       // Atomics rith return have have an additional tied operand and are
2436       // missing some of the special bits.
2437       MachineOperand *VDataIn = getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::vdata_in);
2438       MachineInstr *Addr64;
2439
2440       if (!VDataIn) {
2441         // Regular buffer load / store.
2442         MachineInstrBuilder MIB =
2443             BuildMI(MBB, MI, MI.getDebugLoc(), get(Addr64Opcode))
2444                 .addOperand(*VData)
2445                 .addReg(AMDGPU::NoRegister) // Dummy value for vaddr.
2446                 // This will be replaced later
2447                 // with the new value of vaddr.
2448                 .addOperand(*SRsrc)
2449                 .addOperand(*SOffset)
2450                 .addOperand(*Offset);
2451
2452         // Atomics do not have this operand.
2453         if (const MachineOperand *GLC =
2454                 getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::glc)) {
2455           MIB.addImm(GLC->getImm());
2456         }
2457
2458         MIB.addImm(getNamedImmOperand(MI, AMDGPU::OpName::slc));
2459
2460         if (const MachineOperand *TFE =
2461                 getNamedOperand(MI, AMDGPU::OpName::tfe)) {
2462           MIB.addImm(TFE->getImm());
2463         }
2464
2465         MIB.setMemRefs(MI.memoperands_begin(), MI.memoperands_end());
2466         Addr64 = MIB;
2467       } else {
2468         // Atomics with return.
2469         Addr64 = BuildMI(MBB, MI, MI.getDebugLoc(), get(Addr64Opcode))
2470                      .addOperand(*VData)
2471                      .addOperand(*VDataIn)
2472                      .addReg(AMDGPU::NoRegister) // Dummy value for vaddr.
2473                      // This will be replaced later
2474                      // with the new value of vaddr.
2475                      .addOperand(*SRsrc)
2476                      .addOperand(*SOffset)
2477                      .addOperand(*Offset)
2478                      .addImm(getNamedImmOperand(MI, AMDGPU::OpName::slc))
2479                      .setMemRefs(MI.memoperands_begin(), MI.memoperands_end());
2480       }
2481
2482       MI.removeFromParent();
2483
2484       // NewVaddr = {NewVaddrHi, NewVaddrLo}
2485       BuildMI(MBB, Addr64, Addr64->getDebugLoc(), get(AMDGPU::REG_SEQUENCE),
2486               NewVAddr)
2487           .addReg(SRsrcPtr, 0, AMDGPU::sub0)
2488           .addImm(AMDGPU::sub0)
2489           .addReg(SRsrcPtr, 0, AMDGPU::sub1)
2490           .addImm(AMDGPU::sub1);
2491
2492       VAddr = getNamedOperand(*Addr64, AMDGPU::OpName::vaddr);
2493       SRsrc = getNamedOperand(*Addr64, AMDGPU::OpName::srsrc);
2494     }
2495
2496     // Update the instruction to use NewVaddr
2497     VAddr->setReg(NewVAddr);
2498     // Update the instruction to use NewSRsrc
2499     SRsrc->setReg(NewSRsrc);
2500   }
2501 }
2502
2503 void SIInstrInfo::moveToVALU(MachineInstr &TopInst) const {
2504   SmallVector<MachineInstr *, 128> Worklist;
2505   Worklist.push_back(&TopInst);
2506
2507   while (!Worklist.empty()) {
2508     MachineInstr &Inst = *Worklist.pop_back_val();
2509     MachineBasicBlock *MBB = Inst.getParent();
2510     MachineRegisterInfo &MRI = MBB->getParent()->getRegInfo();
2511
2512     unsigned Opcode = Inst.getOpcode();
2513     unsigned NewOpcode = getVALUOp(Inst);
2514
2515     // Handle some special cases
2516     switch (Opcode) {
2517     default:
2518       break;
2519     case AMDGPU::S_AND_B64:
2520       splitScalar64BitBinaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::V_AND_B32_e64);
2521       Inst.eraseFromParent();
2522       continue;
2523
2524     case AMDGPU::S_OR_B64:
2525       splitScalar64BitBinaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::V_OR_B32_e64);
2526       Inst.eraseFromParent();
2527       continue;
2528
2529     case AMDGPU::S_XOR_B64:
2530       splitScalar64BitBinaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::V_XOR_B32_e64);
2531       Inst.eraseFromParent();
2532       continue;
2533
2534     case AMDGPU::S_NOT_B64:
2535       splitScalar64BitUnaryOp(Worklist, Inst, AMDGPU::V_NOT_B32_e32);
2536       Inst.eraseFromParent();
2537       continue;
2538
2539     case AMDGPU::S_BCNT1_I32_B64:
2540       splitScalar64BitBCNT(Worklist, Inst);
2541       Inst.eraseFromParent();
2542       continue;
2543
2544     case AMDGPU::S_BFE_I64: {
2545       splitScalar64BitBFE(Worklist, Inst);
2546       Inst.eraseFromParent();
2547       continue;
2548     }
2549
2550     case AMDGPU::S_LSHL_B32:
2551       if (ST.getGeneration() >= SISubtarget::VOLCANIC_ISLANDS) {
2552         NewOpcode = AMDGPU::V_LSHLREV_B32_e64;
2553         swapOperands(Inst);
2554       }
2555       break;
2556     case AMDGPU::S_ASHR_I32:
2557       if (ST.getGeneration() >= SISubtarget::VOLCANIC_ISLANDS) {
2558         NewOpcode = AMDGPU::V_ASHRREV_I32_e64;
2559         swapOperands(Inst);
2560       }
2561       break;
2562     case AMDGPU::S_LSHR_B32:
2563       if (ST.getGeneration() >= SISubtarget::VOLCANIC_ISLANDS) {
2564         NewOpcode = AMDGPU::V_LSHRREV_B32_e64;
2565         swapOperands(Inst);
2566       }
2567       break;
2568     case AMDGPU::S_LSHL_B64:
2569       if (ST.getGeneration() >= SISubtarget::VOLCANIC_ISLANDS) {
2570         NewOpcode = AMDGPU::V_LSHLREV_B64;
2571         swapOperands(Inst);
2572       }
2573       break;
2574     case AMDGPU::S_ASHR_I64:
2575       if (ST.getGeneration() >= SISubtarget::VOLCANIC_ISLANDS) {
2576         NewOpcode = AMDGPU::V_ASHRREV_I64;
2577         swapOperands(Inst);
2578       }
2579       break;
2580     case AMDGPU::S_LSHR_B64:
2581       if (ST.getGeneration() >= SISubtarget::VOLCANIC_ISLANDS) {
2582         NewOpcode = AMDGPU::V_LSHRREV_B64;
2583         swapOperands(Inst);
2584       }
2585       break;
2586
2587     case AMDGPU::S_ABS_I32:
2588       lowerScalarAbs(Worklist, Inst);
2589       Inst.eraseFromParent();
2590       continue;
2591
2592     case AMDGPU::S_CBRANCH_SCC0:
2593     case AMDGPU::S_CBRANCH_SCC1:
2594       // Clear unused bits of vcc
2595       BuildMI(*MBB, Inst, Inst.getDebugLoc(), get(AMDGPU::S_AND_B64),
2596               AMDGPU::VCC)
2597           .addReg(AMDGPU::EXEC)
2598           .addReg(AMDGPU::VCC);
2599       break;
2600
2601     case AMDGPU::S_BFE_U64:
2602     case AMDGPU::S_BFM_B64:
2603       llvm_unreachable("Moving this op to VALU not implemented");
2604     }
2605
2606     if (NewOpcode == AMDGPU::INSTRUCTION_LIST_END) {
2607       // We cannot move this instruction to the VALU, so we should try to
2608       // legalize its operands instead.
2609       legalizeOperands(Inst);
2610       continue;
2611     }
2612
2613     // Use the new VALU Opcode.
2614     const MCInstrDesc &NewDesc = get(NewOpcode);
2615     Inst.setDesc(NewDesc);
2616
2617     // Remove any references to SCC. Vector instructions can't read from it, and
2618     // We're just about to add the implicit use / defs of VCC, and we don't want
2619     // both.
2620     for (unsigned i = Inst.getNumOperands() - 1; i > 0; --i) {
2621       MachineOperand &Op = Inst.getOperand(i);
2622       if (Op.isReg() && Op.getReg() == AMDGPU::SCC) {
2623         Inst.RemoveOperand(i);
2624         addSCCDefUsersToVALUWorklist(Inst, Worklist);
2625       }
2626     }
2627
2628     if (Opcode == AMDGPU::S_SEXT_I32_I8 || Opcode == AMDGPU::S_SEXT_I32_I16) {
2629       // We are converting these to a BFE, so we need to add the missing
2630       // operands for the size and offset.
2631       unsigned Size = (Opcode == AMDGPU::S_SEXT_I32_I8) ? 8 : 16;
2632       Inst.addOperand(MachineOperand::CreateImm(0));
2633       Inst.addOperand(MachineOperand::CreateImm(Size));
2634
2635     } else if (Opcode == AMDGPU::S_BCNT1_I32_B32) {
2636       // The VALU version adds the second operand to the result, so insert an
2637       // extra 0 operand.
2638       Inst.addOperand(MachineOperand::CreateImm(0));
2639     }
2640
2641     Inst.addImplicitDefUseOperands(*Inst.getParent()->getParent());
2642
2643     if (Opcode == AMDGPU::S_BFE_I32 || Opcode == AMDGPU::S_BFE_U32) {
2644       const MachineOperand &OffsetWidthOp = Inst.getOperand(2);
2645       // If we need to move this to VGPRs, we need to unpack the second operand
2646       // back into the 2 separate ones for bit offset and width.
2647       assert(OffsetWidthOp.isImm() &&
2648              "Scalar BFE is only implemented for constant width and offset");
2649       uint32_t Imm = OffsetWidthOp.getImm();
2650
2651       uint32_t Offset = Imm & 0x3f; // Extract bits [5:0].
2652       uint32_t BitWidth = (Imm & 0x7f0000) >> 16; // Extract bits [22:16].
2653       Inst.RemoveOperand(2);                     // Remove old immediate.
2654       Inst.addOperand(MachineOperand::CreateImm(Offset));
2655       Inst.addOperand(MachineOperand::CreateImm(BitWidth));
2656     }
2657
2658     bool HasDst = Inst.getOperand(0).isReg() && Inst.getOperand(0).isDef();
2659     unsigned NewDstReg = AMDGPU::NoRegister;
2660     if (HasDst) {
2661       // Update the destination register class.
2662       const TargetRegisterClass *NewDstRC = getDestEquivalentVGPRClass(Inst);
2663       if (!NewDstRC)
2664         continue;
2665
2666       unsigned DstReg = Inst.getOperand(0).getReg();
2667       NewDstReg = MRI.createVirtualRegister(NewDstRC);
2668       MRI.replaceRegWith(DstReg, NewDstReg);
2669     }
2670
2671     // Legalize the operands
2672     legalizeOperands(Inst);
2673
2674     if (HasDst)
2675      addUsersToMoveToVALUWorklist(NewDstReg, MRI, Worklist);
2676   }
2677 }
2678
2679 void SIInstrInfo::lowerScalarAbs(SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist,
2680                                  MachineInstr &Inst) const {
2681   MachineBasicBlock &MBB = *Inst.getParent();
2682   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
2683   MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
2684   DebugLoc DL = Inst.getDebugLoc();
2685
2686   MachineOperand &Dest = Inst.getOperand(0);
2687   MachineOperand &Src = Inst.getOperand(1);
2688   unsigned TmpReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
2689   unsigned ResultReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
2690
2691   BuildMI(MBB, MII, DL, get(AMDGPU::V_SUB_I32_e32), TmpReg)
2692     .addImm(0)
2693     .addReg(Src.getReg());
2694
2695   BuildMI(MBB, MII, DL, get(AMDGPU::V_MAX_I32_e64), ResultReg)
2696     .addReg(Src.getReg())
2697     .addReg(TmpReg);
2698
2699   MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), ResultReg);
2700   addUsersToMoveToVALUWorklist(ResultReg, MRI, Worklist);
2701 }
2702
2703 void SIInstrInfo::splitScalar64BitUnaryOp(
2704     SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist, MachineInstr &Inst,
2705     unsigned Opcode) const {
2706   MachineBasicBlock &MBB = *Inst.getParent();
2707   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
2708
2709   MachineOperand &Dest = Inst.getOperand(0);
2710   MachineOperand &Src0 = Inst.getOperand(1);
2711   DebugLoc DL = Inst.getDebugLoc();
2712
2713   MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
2714
2715   const MCInstrDesc &InstDesc = get(Opcode);
2716   const TargetRegisterClass *Src0RC = Src0.isReg() ?
2717     MRI.getRegClass(Src0.getReg()) :
2718     &AMDGPU::SGPR_32RegClass;
2719
2720   const TargetRegisterClass *Src0SubRC = RI.getSubRegClass(Src0RC, AMDGPU::sub0);
2721
2722   MachineOperand SrcReg0Sub0 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src0, Src0RC,
2723                                                        AMDGPU::sub0, Src0SubRC);
2724
2725   const TargetRegisterClass *DestRC = MRI.getRegClass(Dest.getReg());
2726   const TargetRegisterClass *NewDestRC = RI.getEquivalentVGPRClass(DestRC);
2727   const TargetRegisterClass *NewDestSubRC = RI.getSubRegClass(NewDestRC, AMDGPU::sub0);
2728
2729   unsigned DestSub0 = MRI.createVirtualRegister(NewDestSubRC);
2730   BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, DestSub0)
2731     .addOperand(SrcReg0Sub0);
2732
2733   MachineOperand SrcReg0Sub1 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src0, Src0RC,
2734                                                        AMDGPU::sub1, Src0SubRC);
2735
2736   unsigned DestSub1 = MRI.createVirtualRegister(NewDestSubRC);
2737   BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, DestSub1)
2738     .addOperand(SrcReg0Sub1);
2739
2740   unsigned FullDestReg = MRI.createVirtualRegister(NewDestRC);
2741   BuildMI(MBB, MII, DL, get(TargetOpcode::REG_SEQUENCE), FullDestReg)
2742     .addReg(DestSub0)
2743     .addImm(AMDGPU::sub0)
2744     .addReg(DestSub1)
2745     .addImm(AMDGPU::sub1);
2746
2747   MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), FullDestReg);
2748
2749   // We don't need to legalizeOperands here because for a single operand, src0
2750   // will support any kind of input.
2751
2752   // Move all users of this moved value.
2753   addUsersToMoveToVALUWorklist(FullDestReg, MRI, Worklist);
2754 }
2755
2756 void SIInstrInfo::splitScalar64BitBinaryOp(
2757     SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist, MachineInstr &Inst,
2758     unsigned Opcode) const {
2759   MachineBasicBlock &MBB = *Inst.getParent();
2760   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
2761
2762   MachineOperand &Dest = Inst.getOperand(0);
2763   MachineOperand &Src0 = Inst.getOperand(1);
2764   MachineOperand &Src1 = Inst.getOperand(2);
2765   DebugLoc DL = Inst.getDebugLoc();
2766
2767   MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
2768
2769   const MCInstrDesc &InstDesc = get(Opcode);
2770   const TargetRegisterClass *Src0RC = Src0.isReg() ?
2771     MRI.getRegClass(Src0.getReg()) :
2772     &AMDGPU::SGPR_32RegClass;
2773
2774   const TargetRegisterClass *Src0SubRC = RI.getSubRegClass(Src0RC, AMDGPU::sub0);
2775   const TargetRegisterClass *Src1RC = Src1.isReg() ?
2776     MRI.getRegClass(Src1.getReg()) :
2777     &AMDGPU::SGPR_32RegClass;
2778
2779   const TargetRegisterClass *Src1SubRC = RI.getSubRegClass(Src1RC, AMDGPU::sub0);
2780
2781   MachineOperand SrcReg0Sub0 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src0, Src0RC,
2782                                                        AMDGPU::sub0, Src0SubRC);
2783   MachineOperand SrcReg1Sub0 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src1, Src1RC,
2784                                                        AMDGPU::sub0, Src1SubRC);
2785
2786   const TargetRegisterClass *DestRC = MRI.getRegClass(Dest.getReg());
2787   const TargetRegisterClass *NewDestRC = RI.getEquivalentVGPRClass(DestRC);
2788   const TargetRegisterClass *NewDestSubRC = RI.getSubRegClass(NewDestRC, AMDGPU::sub0);
2789
2790   unsigned DestSub0 = MRI.createVirtualRegister(NewDestSubRC);
2791   MachineInstr &LoHalf = *BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, DestSub0)
2792                               .addOperand(SrcReg0Sub0)
2793                               .addOperand(SrcReg1Sub0);
2794
2795   MachineOperand SrcReg0Sub1 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src0, Src0RC,
2796                                                        AMDGPU::sub1, Src0SubRC);
2797   MachineOperand SrcReg1Sub1 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src1, Src1RC,
2798                                                        AMDGPU::sub1, Src1SubRC);
2799
2800   unsigned DestSub1 = MRI.createVirtualRegister(NewDestSubRC);
2801   MachineInstr &HiHalf = *BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, DestSub1)
2802                               .addOperand(SrcReg0Sub1)
2803                               .addOperand(SrcReg1Sub1);
2804
2805   unsigned FullDestReg = MRI.createVirtualRegister(NewDestRC);
2806   BuildMI(MBB, MII, DL, get(TargetOpcode::REG_SEQUENCE), FullDestReg)
2807     .addReg(DestSub0)
2808     .addImm(AMDGPU::sub0)
2809     .addReg(DestSub1)
2810     .addImm(AMDGPU::sub1);
2811
2812   MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), FullDestReg);
2813
2814   // Try to legalize the operands in case we need to swap the order to keep it
2815   // valid.
2816   legalizeOperands(LoHalf);
2817   legalizeOperands(HiHalf);
2818
2819   // Move all users of this moved vlaue.
2820   addUsersToMoveToVALUWorklist(FullDestReg, MRI, Worklist);
2821 }
2822
2823 void SIInstrInfo::splitScalar64BitBCNT(
2824     SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist, MachineInstr &Inst) const {
2825   MachineBasicBlock &MBB = *Inst.getParent();
2826   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
2827
2828   MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
2829   DebugLoc DL = Inst.getDebugLoc();
2830
2831   MachineOperand &Dest = Inst.getOperand(0);
2832   MachineOperand &Src = Inst.getOperand(1);
2833
2834   const MCInstrDesc &InstDesc = get(AMDGPU::V_BCNT_U32_B32_e64);
2835   const TargetRegisterClass *SrcRC = Src.isReg() ?
2836     MRI.getRegClass(Src.getReg()) :
2837     &AMDGPU::SGPR_32RegClass;
2838
2839   unsigned MidReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
2840   unsigned ResultReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
2841
2842   const TargetRegisterClass *SrcSubRC = RI.getSubRegClass(SrcRC, AMDGPU::sub0);
2843
2844   MachineOperand SrcRegSub0 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src, SrcRC,
2845                                                       AMDGPU::sub0, SrcSubRC);
2846   MachineOperand SrcRegSub1 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src, SrcRC,
2847                                                       AMDGPU::sub1, SrcSubRC);
2848
2849   BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, MidReg)
2850     .addOperand(SrcRegSub0)
2851     .addImm(0);
2852
2853   BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, ResultReg)
2854     .addOperand(SrcRegSub1)
2855     .addReg(MidReg);
2856
2857   MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), ResultReg);
2858
2859   // We don't need to legalize operands here. src0 for etiher instruction can be
2860   // an SGPR, and the second input is unused or determined here.
2861   addUsersToMoveToVALUWorklist(ResultReg, MRI, Worklist);
2862 }
2863
2864 void SIInstrInfo::splitScalar64BitBFE(SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist,
2865                                       MachineInstr &Inst) const {
2866   MachineBasicBlock &MBB = *Inst.getParent();
2867   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
2868   MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
2869   DebugLoc DL = Inst.getDebugLoc();
2870
2871   MachineOperand &Dest = Inst.getOperand(0);
2872   uint32_t Imm = Inst.getOperand(2).getImm();
2873   uint32_t Offset = Imm & 0x3f; // Extract bits [5:0].
2874   uint32_t BitWidth = (Imm & 0x7f0000) >> 16; // Extract bits [22:16].
2875
2876   (void) Offset;
2877
2878   // Only sext_inreg cases handled.
2879   assert(Inst.getOpcode() == AMDGPU::S_BFE_I64 && BitWidth <= 32 &&
2880          Offset == 0 && "Not implemented");
2881
2882   if (BitWidth < 32) {
2883     unsigned MidRegLo = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
2884     unsigned MidRegHi = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
2885     unsigned ResultReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VReg_64RegClass);
2886
2887     BuildMI(MBB, MII, DL, get(AMDGPU::V_BFE_I32), MidRegLo)
2888         .addReg(Inst.getOperand(1).getReg(), 0, AMDGPU::sub0)
2889         .addImm(0)
2890         .addImm(BitWidth);
2891
2892     BuildMI(MBB, MII, DL, get(AMDGPU::V_ASHRREV_I32_e32), MidRegHi)
2893       .addImm(31)
2894       .addReg(MidRegLo);
2895
2896     BuildMI(MBB, MII, DL, get(TargetOpcode::REG_SEQUENCE), ResultReg)
2897       .addReg(MidRegLo)
2898       .addImm(AMDGPU::sub0)
2899       .addReg(MidRegHi)
2900       .addImm(AMDGPU::sub1);
2901
2902     MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), ResultReg);
2903     addUsersToMoveToVALUWorklist(ResultReg, MRI, Worklist);
2904     return;
2905   }
2906
2907   MachineOperand &Src = Inst.getOperand(1);
2908   unsigned TmpReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
2909   unsigned ResultReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VReg_64RegClass);
2910
2911   BuildMI(MBB, MII, DL, get(AMDGPU::V_ASHRREV_I32_e64), TmpReg)
2912     .addImm(31)
2913     .addReg(Src.getReg(), 0, AMDGPU::sub0);
2914
2915   BuildMI(MBB, MII, DL, get(TargetOpcode::REG_SEQUENCE), ResultReg)
2916     .addReg(Src.getReg(), 0, AMDGPU::sub0)
2917     .addImm(AMDGPU::sub0)
2918     .addReg(TmpReg)
2919     .addImm(AMDGPU::sub1);
2920
2921   MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), ResultReg);
2922   addUsersToMoveToVALUWorklist(ResultReg, MRI, Worklist);
2923 }
2924
2925 void SIInstrInfo::addUsersToMoveToVALUWorklist(
2926   unsigned DstReg,
2927   MachineRegisterInfo &MRI,
2928   SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist) const {
2929   for (MachineRegisterInfo::use_iterator I = MRI.use_begin(DstReg),
2930          E = MRI.use_end(); I != E; ++I) {
2931     MachineInstr &UseMI = *I->getParent();
2932     if (!canReadVGPR(UseMI, I.getOperandNo())) {
2933       Worklist.push_back(&UseMI);
2934     }
2935   }
2936 }
2937
2938 void SIInstrInfo::addSCCDefUsersToVALUWorklist(
2939     MachineInstr &SCCDefInst, SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist) const {
2940   // This assumes that all the users of SCC are in the same block
2941   // as the SCC def.
2942   for (MachineInstr &MI :
2943        llvm::make_range(MachineBasicBlock::iterator(SCCDefInst),
2944                         SCCDefInst.getParent()->end())) {
2945     // Exit if we find another SCC def.
2946     if (MI.findRegisterDefOperandIdx(AMDGPU::SCC) != -1)
2947       return;
2948
2949     if (MI.findRegisterUseOperandIdx(AMDGPU::SCC) != -1)
2950       Worklist.push_back(&MI);
2951   }
2952 }
2953
2954 const TargetRegisterClass *SIInstrInfo::getDestEquivalentVGPRClass(
2955   const MachineInstr &Inst) const {
2956   const TargetRegisterClass *NewDstRC = getOpRegClass(Inst, 0);
2957
2958   switch (Inst.getOpcode()) {
2959   // For target instructions, getOpRegClass just returns the virtual register
2960   // class associated with the operand, so we need to find an equivalent VGPR
2961   // register class in order to move the instruction to the VALU.
2962   case AMDGPU::COPY:
2963   case AMDGPU::PHI:
2964   case AMDGPU::REG_SEQUENCE:
2965   case AMDGPU::INSERT_SUBREG:
2966     if (RI.hasVGPRs(NewDstRC))
2967       return nullptr;
2968
2969     NewDstRC = RI.getEquivalentVGPRClass(NewDstRC);
2970     if (!NewDstRC)
2971       return nullptr;
2972     return NewDstRC;
2973   default:
2974     return NewDstRC;
2975   }
2976 }
2977
2978 // Find the one SGPR operand we are allowed to use.
2979 unsigned SIInstrInfo::findUsedSGPR(const MachineInstr &MI,
2980                                    int OpIndices[3]) const {
2981   const MCInstrDesc &Desc = MI.getDesc();
2982
2983   // Find the one SGPR operand we are allowed to use.
2984   //
2985   // First we need to consider the instruction's operand requirements before
2986   // legalizing. Some operands are required to be SGPRs, such as implicit uses
2987   // of VCC, but we are still bound by the constant bus requirement to only use
2988   // one.
2989   //
2990   // If the operand's class is an SGPR, we can never move it.
2991
2992   unsigned SGPRReg = findImplicitSGPRRead(MI);
2993   if (SGPRReg != AMDGPU::NoRegister)
2994     return SGPRReg;
2995
2996   unsigned UsedSGPRs[3] = { AMDGPU::NoRegister };
2997   const MachineRegisterInfo &MRI = MI.getParent()->getParent()->getRegInfo();
2998
2999   for (unsigned i = 0; i < 3; ++i) {
3000     int Idx = OpIndices[i];
3001     if (Idx == -1)
3002       break;
3003
3004     const MachineOperand &MO = MI.getOperand(Idx);
3005     if (!MO.isReg())
3006       continue;
3007
3008     // Is this operand statically required to be an SGPR based on the operand
3009     // constraints?
3010     const TargetRegisterClass *OpRC = RI.getRegClass(Desc.OpInfo[Idx].RegClass);
3011     bool IsRequiredSGPR = RI.isSGPRClass(OpRC);
3012     if (IsRequiredSGPR)
3013       return MO.getReg();
3014
3015     // If this could be a VGPR or an SGPR, Check the dynamic register class.
3016     unsigned Reg = MO.getReg();
3017     const TargetRegisterClass *RegRC = MRI.getRegClass(Reg);
3018     if (RI.isSGPRClass(RegRC))
3019       UsedSGPRs[i] = Reg;
3020   }
3021
3022   // We don't have a required SGPR operand, so we have a bit more freedom in
3023   // selecting operands to move.
3024
3025   // Try to select the most used SGPR. If an SGPR is equal to one of the
3026   // others, we choose that.
3027   //
3028   // e.g.
3029   // V_FMA_F32 v0, s0, s0, s0 -> No moves
3030   // V_FMA_F32 v0, s0, s1, s0 -> Move s1
3031
3032   // TODO: If some of the operands are 64-bit SGPRs and some 32, we should
3033   // prefer those.
3034
3035   if (UsedSGPRs[0] != AMDGPU::NoRegister) {
3036     if (UsedSGPRs[0] == UsedSGPRs[1] || UsedSGPRs[0] == UsedSGPRs[2])
3037       SGPRReg = UsedSGPRs[0];
3038   }
3039
3040   if (SGPRReg == AMDGPU::NoRegister && UsedSGPRs[1] != AMDGPU::NoRegister) {
3041     if (UsedSGPRs[1] == UsedSGPRs[2])
3042       SGPRReg = UsedSGPRs[1];
3043   }
3044
3045   return SGPRReg;
3046 }
3047
3048 MachineOperand *SIInstrInfo::getNamedOperand(MachineInstr &MI,
3049                                              unsigned OperandName) const {
3050   int Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI.getOpcode(), OperandName);
3051   if (Idx == -1)
3052     return nullptr;
3053
3054   return &MI.getOperand(Idx);
3055 }
3056
3057 uint64_t SIInstrInfo::getDefaultRsrcDataFormat() const {
3058   uint64_t RsrcDataFormat = AMDGPU::RSRC_DATA_FORMAT;
3059   if (ST.isAmdHsaOS()) {
3060     RsrcDataFormat |= (1ULL << 56);
3061
3062     if (ST.getGeneration() >= SISubtarget::VOLCANIC_ISLANDS)
3063       // Set MTYPE = 2
3064       RsrcDataFormat |= (2ULL << 59);
3065   }
3066
3067   return RsrcDataFormat;
3068 }
3069
3070 uint64_t SIInstrInfo::getScratchRsrcWords23() const {
3071   uint64_t Rsrc23 = getDefaultRsrcDataFormat() |
3072                     AMDGPU::RSRC_TID_ENABLE |
3073                     0xffffffff; // Size;
3074
3075   uint64_t EltSizeValue = Log2_32(ST.getMaxPrivateElementSize()) - 1;
3076
3077   Rsrc23 |= (EltSizeValue << AMDGPU::RSRC_ELEMENT_SIZE_SHIFT) |
3078             // IndexStride = 64
3079             (UINT64_C(3) << AMDGPU::RSRC_INDEX_STRIDE_SHIFT);
3080
3081   // If TID_ENABLE is set, DATA_FORMAT specifies stride bits [14:17].
3082   // Clear them unless we want a huge stride.
3083   if (ST.getGeneration() >= SISubtarget::VOLCANIC_ISLANDS)
3084     Rsrc23 &= ~AMDGPU::RSRC_DATA_FORMAT;
3085
3086   return Rsrc23;
3087 }
3088
3089 bool SIInstrInfo::isLowLatencyInstruction(const MachineInstr &MI) const {
3090   unsigned Opc = MI.getOpcode();
3091
3092   return isSMRD(Opc);
3093 }
3094
3095 bool SIInstrInfo::isHighLatencyInstruction(const MachineInstr &MI) const {
3096   unsigned Opc = MI.getOpcode();
3097
3098   return isMUBUF(Opc) || isMTBUF(Opc) || isMIMG(Opc);
3099 }
3100
3101 unsigned SIInstrInfo::getInstSizeInBytes(const MachineInstr &MI) const {
3102   unsigned Opc = MI.getOpcode();
3103   const MCInstrDesc &Desc = getMCOpcodeFromPseudo(Opc);
3104   unsigned DescSize = Desc.getSize();
3105
3106   // If we have a definitive size, we can use it. Otherwise we need to inspect
3107   // the operands to know the size.
3108   if (DescSize == 8 || DescSize == 4)
3109     return DescSize;
3110
3111   assert(DescSize == 0);
3112
3113   // 4-byte instructions may have a 32-bit literal encoded after them. Check
3114   // operands that coud ever be literals.
3115   if (isVALU(MI) || isSALU(MI)) {
3116     int Src0Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src0);
3117     if (Src0Idx == -1)
3118       return 4; // No operands.
3119
3120     if (isLiteralConstant(MI.getOperand(Src0Idx), getOpSize(MI, Src0Idx)))
3121       return 8;
3122
3123     int Src1Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(Opc, AMDGPU::OpName::src1);
3124     if (Src1Idx == -1)
3125       return 4;
3126
3127     if (isLiteralConstant(MI.getOperand(Src1Idx), getOpSize(MI, Src1Idx)))
3128       return 8;
3129
3130     return 4;
3131   }
3132
3133   switch (Opc) {
3134   case TargetOpcode::IMPLICIT_DEF:
3135   case TargetOpcode::KILL:
3136   case TargetOpcode::DBG_VALUE:
3137   case TargetOpcode::BUNDLE:
3138   case TargetOpcode::EH_LABEL:
3139     return 0;
3140   case TargetOpcode::INLINEASM: {
3141     const MachineFunction *MF = MI.getParent()->getParent();
3142     const char *AsmStr = MI.getOperand(0).getSymbolName();
3143     return getInlineAsmLength(AsmStr, *MF->getTarget().getMCAsmInfo());
3144   }
3145   default:
3146     llvm_unreachable("unable to find instruction size");
3147   }
3148 }
3149
3150 ArrayRef<std::pair<int, const char *>>
3151 SIInstrInfo::getSerializableTargetIndices() const {
3152   static const std::pair<int, const char *> TargetIndices[] = {
3153       {AMDGPU::TI_CONSTDATA_START, "amdgpu-constdata-start"},
3154       {AMDGPU::TI_SCRATCH_RSRC_DWORD0, "amdgpu-scratch-rsrc-dword0"},
3155       {AMDGPU::TI_SCRATCH_RSRC_DWORD1, "amdgpu-scratch-rsrc-dword1"},
3156       {AMDGPU::TI_SCRATCH_RSRC_DWORD2, "amdgpu-scratch-rsrc-dword2"},
3157       {AMDGPU::TI_SCRATCH_RSRC_DWORD3, "amdgpu-scratch-rsrc-dword3"}};
3158   return makeArrayRef(TargetIndices);
3159 }
3160
3161 /// This is used by the post-RA scheduler (SchedulePostRAList.cpp).  The
3162 /// post-RA version of misched uses CreateTargetMIHazardRecognizer.
3163 ScheduleHazardRecognizer *
3164 SIInstrInfo::CreateTargetPostRAHazardRecognizer(const InstrItineraryData *II,
3165                                             const ScheduleDAG *DAG) const {
3166   return new GCNHazardRecognizer(DAG->MF);
3167 }
3168
3169 /// This is the hazard recognizer used at -O0 by the PostRAHazardRecognizer
3170 /// pass.
3171 ScheduleHazardRecognizer *
3172 SIInstrInfo::CreateTargetPostRAHazardRecognizer(const MachineFunction &MF) const {
3173   return new GCNHazardRecognizer(MF);
3174 }